Question

【題目】氧化鈣俗名生石灰，某同學針對氧化鈣設計了如下實驗方案：

（1）A中發生反應的化學方程式為_____。分離B中難溶物的操作Ⅰ叫_____

（2）如果要用實驗證明C中不是水而是一種溶液，可以選擇下列_____（填序號）進行實驗。

①稀鹽酸 ②酚酞試液 ③二氧化碳 ④氯化鈉溶液

（3）操作Ⅱ是加入某種物質使無色澄清液出現白色固體，如果加入的是飽和碳酸鈉溶液，白色固體的化學式是_____；如果加入的是固體氫氧化鈉（全部溶解），白色固體的化學式是_____。

（查閱資料）工業鐵紅主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO，Fe3O4

（1）草酸晶體（H2C2O4，·3H2O）在濃硫酸作用下受熱分解，化學方程式_____。

（2）堿石灰是固體NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸氣和二氧化碳。

（3）鐵的常見氧化物中鐵的質量分數：

鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
鐵的質量分數	77.8%	70.0%	72.4%

（問題討論）為了測定鐵紅中鐵的質量分數，小組同學進行如下實驗。（裝置氣密性良好）

（1）該實驗為了保證進入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中的試劑依次是_____（填字母序號）。

a.濃硫酸 b.澄清的石灰水 c.氫氧化鈉溶液

（2）C裝置的作用是_____。

（3）寫出E裝置中所發生反應的一個化學方程式：_____。

（4）稱取鐵紅樣品10.0g，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵的質量分數。

①若E中充分反應后得到鐵粉的質量為m g，則_____<m＜_____。

②若實驗前后稱得F裝置增重7.7g，則此鐵紅中鐵的質量分數是_____

（實驗反思）

（1）如果缺少G裝置（不考慮其他因素），則測得樣品中鐵的質量分數會_____（選填“偏小”“不變”或“偏大”）。

（2）該實驗裝置的一個明顯缺陷是_____。

Answer 1

【答案】CaO+H2O═Ca（OH）2 過濾 ②③ CaCO3 Ca（OH）2 H2C2O43H2OCO2↑+CO↑+4H2O cba 檢驗二氧化碳氣體是否除盡 3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2或CO+FeOFe+CO2） 7.0g 7.78g 72% 偏小 缺少尾氣處理裝置

【解析】

（1）氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，反應的化學方程式：CaO+H2O═Ca（OH）2；過濾可以將不溶物分離，所以分離B中難溶物的操作Ⅰ叫過濾；

（2）酚酞遇堿變紅色，二氧化碳和氫氧化鈣會生成碳酸鈣沉淀，鹽酸和氫氧化鈣反應沒有明顯現象，氯化鈉不會與氫氧化鈣反應，故選②③；

（3）碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，白色固體的化學式是CaCO3；氫氧化鈉溶于水放熱，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，所以加入的是固體氫氧化鈉（全部溶解），白色固體的化學式是Ca（OH）2；

[查閱資料]（1）草酸晶體（H2C2O43H2O）在濃硫酸作用下受熱分解，化學方程式為：H2C2O43H2OCO2↑+CO↑+4H2O；

[問題討論]（1）制取的氣體中含有一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣，要得到純凈、干燥的CO，就需要先用氫氧化鈉溶液除去其中的二氧化碳，然后用澄清的石灰水來檢驗二氧化碳是否完全除去，最后用濃硫酸進行干燥；

（2）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，所以裝置C的作用是檢驗二氧化碳氣體是否除盡；

（3）在高溫的條件下，一氧化碳能將鐵的氧化物還原為鐵，同時生成二氧化碳，化學方程式為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2或CO+FeOFe+CO2）；

（4）①根據鐵紅中三種鐵的氧化物的含鐵量可知，氧化鐵中鐵元素的質量分數最小，氧化亞鐵中鐵元素的質量分數最大。則假設鐵紅中完全為氧化鐵，則E中充分反應后得到鐵粉的質量為10g×70%=7.0g；假設鐵紅中完全為氧化亞鐵，則E中充分反應后得到鐵粉的質量為10g×77.8%=7.78g；工業鐵紅主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4，則E中充分反應后得到鐵粉的質量介于7.0g～7.78g之間；

②裝置F增重的質量即為一氧化碳還原鐵的氧化物后生成的二氧化碳的質量，由化學方程式以及質量守恒定律可知，二氧化碳中的氧元素有一半來自于鐵的氧化物，質量為：7.7g× ×100%×=2.8g，則此鐵紅中鐵的質量分數是×100%=72%；

[實驗反思]（1）若沒有裝置G，則F會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳而質量偏大，則計算出的氧元素質量偏大，導致測得樣品中鐵的質量分數偏小；

（2）一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染大氣，所以實驗裝置的一個明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置。