Question

氧化钙俗名生石灰，某同学针对氧化钙设计了如下实验方案：

（1）A中发生反应的化学方程式为_____。分离B中难溶物的操作Ⅰ叫_____

（2）如果要用实验证明C中不是水而是一种溶液，可以选择下列_____（填序号）进行实验。

①稀盐酸    ②酚酞试液    ③二氧化碳    ④氯化钠溶液

（3）操作Ⅱ是加入某种物质使无色澄清液出现白色固体，如果加入的是饱和碳酸钠溶液，白色固体的化学式是_____；如果加入的是固体氢氧化钠（全部溶解），白色固体的化学式是_____。

（查阅资料）工业铁红主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO，Fe₃O₄

（1）草酸晶体（H₂C₂O₄，·3H₂O）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式_____。

（2）碱石灰是固体NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳。

（3）铁的常见氧化物中铁的质量分数：

铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
铁的质量分数	77.8%	70.0%	72.4%

（问题讨论）为了测定铁红中铁的质量分数，小组同学进行如下实验。（装置气密性良好）

（1）该实验为了保证进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中的试剂依次是_____（填字母序号）。

a.浓硫酸    b.澄清的石灰水    c.氢氧化钠溶液

（2）C装置的作用是_____。

（3）写出E装置中所发生反应的一个化学方程式：_____。

（4）称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。

①若E中充分反应后得到铁粉的质量为m g，则_____<m＜_____。

②若实验前后称得F装置增重7.7g，则此铁红中铁的质量分数是_____

（实验反思）

（1）如果缺少G装置（不考虑其他因素），则测得样品中铁的质量分数会_____（选填“偏小”“不变”或“偏大”）。

（2）该实验装置的一个明显缺陷是_____。

Answer

CaO+H2O═Ca（OH）2 过滤 ②③ CaCO3 Ca（OH）2 H2C2O4•3H2OCO2↑+CO↑+4H2O cba 检验二氧化碳气体是否除尽 3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2或CO+FeOFe+CO2） 7.0g 7.78g 72% 偏小 缺少尾气处理装置

【解析】

（1）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式：CaO+H2O═Ca（OH）2；过滤可以将不溶物分离，所以分离B中难溶物的操作Ⅰ叫过滤；

（2）酚酞遇碱变红色，二氧化碳和氢氧化钙会生成碳酸钙沉淀，盐酸和氢氧化钙反应没有明显现象，氯化钠不会与氢氧化钙反应，故选②③；

（3）碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，白色固体的化学式是CaCO3；氢氧化钠溶于水放热，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，所以加入的是固体氢氧化钠（全部溶解），白色固体的化学式是Ca（OH）2；

[查阅资料]（1）草酸晶体（H2C2O4•3H2O）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：H2C2O4•3H2OCO2↑+CO↑+4H2O；

[问题讨论]（1）制取的气体中含有一氧化碳、二氧化碳和水蒸气，要得到纯净、干燥的CO，就需要先用氢氧化钠溶液除去其中的二氧化碳，然后用澄清的石灰水来检验二氧化碳是否完全除去，最后用浓硫酸进行干燥；

（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以装置C的作用是检验二氧化碳气体是否除尽；

（3）在高温的条件下，一氧化碳能将铁的氧化物还原为铁，同时生成二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2或CO+FeOFe+CO2）；

（4）①根据铁红中三种铁的氧化物的含铁量可知，氧化铁中铁元素的质量分数最小，氧化亚铁中铁元素的质量分数最大。则假设铁红中完全为氧化铁，则E中充分反应后得到铁粉的质量为10g×70%=7.0g；假设铁红中完全为氧化亚铁，则E中充分反应后得到铁粉的质量为10g×77.8%=7.78g；工业铁红主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4，则E中充分反应后得到铁粉的质量介于7.0g～7.78g之间；

②装置F增重的质量即为一氧化碳还原铁的氧化物后生成的二氧化碳的质量，由化学方程式以及质量守恒定律可知，二氧化碳中的氧元素有一半来自于铁的氧化物，质量为：7.7g× ×100%×=2.8g，则此铁红中铁的质量分数是×100%=72%；

[实验反思]（1）若没有装置G，则F会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳而质量偏大，则计算出的氧元素质量偏大，导致测得样品中铁的质量分数偏小；

（2）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染大气，所以实验装置的一个明显缺陷：缺少尾气处理装置。