Question

鋼鐵是使用最多的金屬材料．
（1）生銹的鐵釘可以加適量的鹽酸去除，化學方程式：______，一會兒還會出現冒氣泡的現象，原因（用化方表示）：______
（2）實驗室模擬煉鐵原理進行實驗，得到的尾氣是CO和CO₂的混合氣體．現欲利用如圖裝置將該混合氣體進行分離，圖中a、b、c、d均為活塞．
①檢查裝置的氣密性．
甲、乙、丙裝置內放入一定量水，使長導管口浸沒在水面以下，關閉b、c，打開a、d，并在最右端導管口接注射器．當向外緩慢拉動注射器活塞時，如果整套裝置氣密性良好，則能觀察到的現象是______．
②分離CO和CO₂的混合氣體．可供選擇的試劑有：稀硫酸、濃硫酸、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水．
步驟Ⅰ：關閉b、c，打開a、d，緩緩通入混合氣體，甲中發生反應的化學方程式為
______；若乙裝置中的現象是______，說明甲裝置中的反應是充分的；丙中試劑為______．通過此步實驗，分離出的氣體是______．
步驟Ⅱ：關閉______，打開______，讓分液漏斗中的稀硫酸緩緩流下至不再產生氣泡時，關閉b．通過此步實驗，即可分離出另一種氣體．
（4）鐵元素可以形成3種氧化物，分別是FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄．取29g由鐵和氧兩種元素組成的固體樣品，在高溫時與足量CO充分反應，生成的氣體被足量澄清石灰水吸收，得到50g沉淀．由此分析，原樣品可能是______（選填字母）．
A．Fe₂O₃B．Fe₃O₄C．FeO和Fe₃O₄的混合物D．Fe₂O₃和FeO的混合物．

Answer 1

（1）鐵銹的主要成分是Fe₂O₃，它會與稀鹽酸反應，溶液由無色變為黃色，反應的方程式為：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，當鐵銹反應完后，里面的鐵繼續與鹽酸反應，產生氣泡，反應的方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）①檢查裝置的氣密性．甲、乙、丙裝置內放入一定量水，使長導管口浸沒在水面以下，關閉b、c，打開a、d，并在最右端導管口接注射器．當向外緩慢拉動注射器活塞時，如果整套裝置氣密性良好，則能觀察到的現象是 甲、乙、丙裝置內長導管口均有氣泡冒出．
②分離CO和CO₂的混合氣體．可供選擇的試劑有：稀硫酸、濃硫酸、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水．
步驟Ⅰ：關閉b、c，打開a、d，緩緩通入混合氣體，甲中發生反應的化學方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；若乙裝置中的現象是 石灰水未變渾濁，說明甲裝置中的反應是充分的；丙中試劑為 濃硫酸．通過此步實驗，分離出的氣體是 CO．
步驟Ⅱ：關閉 a、d，打開 b、c，讓分液漏斗中的稀硫酸緩緩流下，與碳酸鈉反應至不再產生氣泡時，關閉b．通過此步實驗，即可分離出另一種氣體二氧化碳．
（4）設生成50g碳酸鈣沉淀需反應的二氧化碳的質量為x
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
44 100
x 50g

44

100

=

x

50g

，解得x=22g
根據質量守恒定律二氧化碳中一半的氧元素來自于鐵的氧化物；
故鐵氧化合物中氧元素的質量為：22g×

32

44

×

1

2

═8g
鐵氧化合物中鐵、氧元素的質量比為：（29g-8g）：8g=21：8
設鐵氧兩元素的原子個數比

56m

16n

=

21

8

，則

m

n

=

3

4

，故鐵和氧兩種元素形成的固體粉末中鐵、氧兩元素的原子個數比為3：4．則
A、Fe₂O₃的中鐵、氧兩元素的原子個數比為2：3，故錯誤；
B、原粉末可能是四氧化三鐵，故正確；
C、FeO和Fe₃O₄的混合物，不可能，故錯誤；
D、FeO中鐵、氧兩元素的原子個數比為1：1；Fe₂O₃的中鐵、氧兩元素的原子個數比為2：3；
1：1＞3：4＞2：3；故兩者混合可能為3：4；可能是FeO和Fe₂O₃的混合物；故正確．
故選B、D．
故答案為：（1）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2）①甲、乙、丙裝置內長導管口均有氣泡冒出．
②步驟Ⅰ：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O； 石灰水未變渾濁，濃硫酸． CO．
步驟Ⅱ：a、d，b、c，
（4）BD