Question

【題目】草酸晶體 (H2C2O4)和濃硫酸混合緩慢加熱時，可發生如下反應：H2C2O4 = CO2↑+CO↑+H2O 某課外活動小組的學生設計了如下實驗裝置，用來制取干燥純凈的 CO 氣體，并用生成的 CO 氣體還原 FexOy 制取鐵粉。

（1）裝置 B 的作用是_____。裝置 E 中的現象是_________。裝置 F 的作用是_________。

（2）裝置 D 中玻璃管中發生反應的化學方程式為_____。

（3）若 FexOy 為 0.4g，生成的氣體與過量澄清石灰水反應生成 0.75g 白色沉淀，則 FexOy 的化學式為_____。

（4）在實驗開始時，點燃A、D 酒精燈的先后順序是_____，實驗完畢后，熄滅A、 D酒精燈的先后順序是_____。

Answer 1

【答案】除去二氧化碳，防止對后面的實驗造成干擾 澄清石灰水變渾濁 處理尾氣，防止污染空氣 FexOy + yCO xFe + yCO2 Fe2O3 先點燃酒精燈 A，再點燃酒精燈 D 先熄滅酒精燈 D，再熄滅酒精燈 A

【解析】

(1)根據氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應考慮；根據一氧化碳有毒能污染空氣和澄清石灰水能驗證二氧化碳考慮；

(2)反應物為FexOy和CO，生成物為Fe和CO2，根據化學質量守恒定律，即化學反應前后，原子的種類和數目不變配平；

(3)依據C元素守恒關系可得：CO～CO2～CaCO3，FexOy中氧的質量為：m(CO2)-m(CO)，根據碳酸鈣的量可計算出該氧化物中氧元素的物質的量、質量，然后根據該氧化物的質量計算出鐵元素的質量，最后計算出鐵元素與氧元素的物質的量之比即可；

(4)根據可燃性氣體與空氣混合加熱時容易發生爆炸分析。

(1)由于二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，所以氫氧化鈉溶液的目的是吸收混在一氧化碳中的二氧化碳，E裝置中發生反應的反應物是FexOy和一氧化碳，生成物是鐵和二氧化碳，因此E中的現象是：澄清石灰水變渾濁；由于一氧化碳有毒能污染空氣，所以將一氧化碳點燃進行尾氣處理，防止污染空氣。故答案為：除去二氧化碳，防止對后面的實驗造成干擾；澄清石灰水變渾濁；處理尾氣，防止污染空氣 ；

(2)裝置D中發生一氧化碳還原氧化鐵的反應，反應的化學方程式為：FexOy+yCOxFe+yCO2；故答案為：FexOy + yCO xFe + yCO2；

(3)依據C元素守恒關系可得：CO～CO2～CaCO3， 0.75g白色沉淀為碳酸鈣，則：n(CaCO3)=n(CO)=0.75g÷100g/mol=7.5×10-3mol，則FexOy中氧元素的質量為：m(CO2)-m(CO)=44g·mol-1×7.5×10-3mol-28g·mol-1×7.5×10-3mol=0.12g，0.4g FexOy中鐵元素的物質的量為：n(Fe)=(0.4g-0.12g)÷56g/mol=0.005mol，0.4g FexOy中氧元素的物質的量為：n(O)=0.12g÷16g/mol=0.0075mol，則：x:y=0.005mol:0.0075mol=2:3， FexOy的化學式為Fe2O3；故答案為：Fe2O3

(4)在實驗開始時，先點燃A，生成CO，通過D裝置，排盡空氣，防止可燃性氣體與空氣混合加熱時發生爆炸；在實驗結束時，先關閉D，防止A裝置發生倒吸。故答案為：先點燃酒精燈 A，再點燃酒精燈 D；先熄滅酒精燈 D，再熄滅酒精燈 A