Question

法國化學家亨利?莫瓦桑一生在化學元素發現史上做出了重大貢獻．莫瓦桑最初的無機化學研究課題是自燃鐵（發火金屬；打火石）．莫瓦桑將氧化亞鐵放在氫氣流下加熱還原，制得了自燃鐵（顆粒很細的金屬鐵，在空氣中撞擊或受熱會燃燒）．
某研究性學習小組擬模仿莫瓦桑開展在實驗室制備自燃鐵研究．由于沒有現存的氧化亞鐵，查資料得知可以通過在隔絕氧氣條件下加熱草酸亞鐵（FeC₂O₄）制得氧化亞鐵：FeC₂O

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FeO+CO↑+CO₂↑
由此，小組設計了一套先制備氧化亞鐵，繼后制備自燃鐵的裝置（鐵架臺等固定儀器裝置在圖中略去未畫出）：



分析該套裝置的原理回答下列問題：
（1）寫出用氧化亞鐵制備自燃鐵的化學方程式：______
（2）儀器組裝好后，首先要做的工作是：______；具體方法是：______．
（3）實驗中B裝置的意義是：______．
（4）對該實驗操作，小組同學歸納了如下一些實驗步驟進行選擇和組合：
①點燃D處酒精燈，②打開分液漏斗活塞讓溶液緩緩滴下，③關閉A、B之間的活塞開關，④熄滅酒精燈，⑤往D的玻管內通相對足夠時間的氣體排出原存留氣體，⑥繼續通氣體至D的玻管內固體冷卻，⑦撤下儀器，⑧打開A、B之間的活塞開關，⑨關閉分液漏斗活塞．則在第一階段制備氧化亞鐵中，必須經過的實驗步驟且正確的順序是：______；繼續進行第二階段制備自燃鐵的實驗步驟和正確的順序是：______；
（5）該套裝置有沒有明顯的問題？______，如有，回答如何改進：______．

Answer 1

（1）用氧化亞鐵制備自燃鐵的化學方程式為：FeO+H₂

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Fe+H₂O；
故答案為：FeO+H₂

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Fe+H₂O；
（2）過程中發生的反應是氣體參加的反應，整個過程的裝置不能漏氣，需要先進行檢查裝置氣密性；方法為：將D、E之間的膠管夾住；B的分液漏斗活塞關閉；打開A、B之間的開關；從A的漏斗中加水到一定程度，可觀察A中漏斗是否會形成一段穩定的水柱保持不變；
故答案為：檢查氣密性；將D、E之間的膠管夾住；B的分液漏斗活塞關閉；打開A、B之間的開關；從A的漏斗中加水到一定程度，可觀察A中漏斗是否會形成一段穩定的水柱保持不變；
（3）B裝置是大理石和鹽酸反應生成二氧化碳氣體的裝置，目的是利用二氧化碳氣體排凈裝置中空氣，特別是D裝置中，避免生成的著火鐵被氧氣氧化；
故答案為：產生CO₂氣體排出D中的空氣；
（4）在第一階段制備氧化亞鐵中必須經過的實驗步驟是檢驗裝置氣密性、制備二氧化碳氣體、充滿整個裝置、加熱D裝置制備氧化亞鐵、氣體通道D處冷卻；第二階段是氫氣還原氧化亞鐵，同樣是先檢查裝置氣密性、制備氫氣、加熱D裝置還原氧化亞鐵，熄滅酒精燈，完成后撤下裝置；
故答案為：：③②⑤⑨①④⑥；     ⑧⑤①④⑥③⑦；
（5）裝置中生成氫氣和二氧化碳氣體的試劑用的鹽酸揮發出氯化氫氣體對后續反應產生影響，需要除去，草酸鐵分解生成的一氧化碳氣體需要點燃除去，不能排到大氣中；
故答案為：有；B、C之間應該增加一個除HCl的洗氣瓶； E后面應有處理第一階段尾氣中CO的措施；