Question

【題目】已知碳酸亞鐵在隔絕空氣的條件下，受熱易分解生成氧化亞鐵和二氧化碳；在空氣中加熱則生成氧化鐵和二氧化碳。某化學興趣小組用下圖所示的裝置模擬煉鐵過程，并測定某樣品中碳酸亞鐵的含量（該裝置氣密性良好，B中氫氧化鈉溶液足量可吸收CO2）

實驗步驟如下

I在硬質玻璃管加入質量為mg的碳酸亞鐵樣品，先打開K通入一氧化碳一段時間

II加熱裝置A中的固體樣品直到固體質量不再減少后，停止加熱

III繼續通入一氧化碳直到裝置A冷卻到室溫后關閉K。

已知實驗中測得裝置A中固體減少了a g，裝置B中液體質量增加了b g。

回答下列問題：

（1）步驟I通入一氧化碳一段時間的目的是_________________；

（2）寫出碳酸亞鐵的化學式并標出鐵元素的化合價________________；

（3）能判斷生成的二氧化碳全部被裝置B吸收的依據是：裝置B中質量增加且__________；

（4）若生成的二氧化碳全部被裝置B吸收，不考慮水的蒸發且該樣品中所含雜質不參加反應，則a ___b（填“﹥”“﹦”或“﹤”）；固體樣品碳酸亞鐵的質量分數為___________；

（5）D處為收集尾氣的裝置，應選擇_____________裝置（填“甲”“乙”或“丙”）。

Answer 1

【答案】排出裝置中的空氣，防止加熱時一氧化碳和空氣混合可能發生爆炸 C中無明顯現象 ﹤ 乙

【解析】

（1）步驟I通入一氧化碳一段時間的目的是排出裝置中的空氣，防止加熱時一氧化碳和空氣混合可能發生爆炸。故填：排出裝置中的空氣，防止加熱時一氧化碳和空氣混合可能發生爆炸。
（2）碳酸亞鐵中，碳酸根化合價是-2，根據化合物中元素化合價代數和為零可知，鐵元素化合價是+2，可以表示為。故填：。

（3）能判斷生成的二氧化碳全部被裝置B吸收的依據是：裝置B中質量增加且C中無明顯現象。故填：C中無明顯現象。
（4）根據質量守恒定律，A中的質量減少是碳酸亞鐵反應，最后變成鐵，所以減少的質量是碳酸亞鐵中的碳元素和氧元素的質量和，而裝置B中增加的質量是二氧化碳的質量，二氧化碳中碳元素和氧元素，不但有碳酸亞鐵中的，也有一氧化碳中的，所以裝置B中增加的質量大于A中減少的質量；即a﹤b。設碳酸亞鐵質量為x。

x=。

固體樣品碳酸亞鐵的質量分數為：==，故填：﹤；。

（5）由于尾氣中含有一氧化碳，會污染空氣，所以D處為收集尾氣的裝置，一氧化碳難溶于水，密度與空氣相近，因此采用排水法來收集，收集時應導管短進長出，應選擇乙裝置。故填：乙。