Question

实验室用下面装置测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe₂O₃的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe₂O₃的混合物。

（1）如何检查装置A的气密性？

（2）装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO₄溶液，其目的是        ，其原理是           。

（3）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b出口处必须         。

（4）装置B的作用是              ；装置C中装的液体是              。

（5）在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是           。

（6）若FeO和Fe₂O₃固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U型管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe₂O₃的质量为         g。

（7）U形管E右边又连接干燥管F的目的是          ，若无干燥管F，测得Fe₂O₃的质量将       (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

Answer

（14分）

（1）关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器中的水面形成一段水柱，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好；

（2）加快氢气产生的速率；Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn(负极)、Cu(正极)与稀盐酸(电解质溶液)组成很多微小原电池，发生原电池反应，加快了反应速率。

（3）检验氢气的纯度。（4）除去H2中混有的HCl气体；浓硫酸；

（5）Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O，FeO＋H2Fe＋H2O。（6）16

（7）防止空气中的水蒸气等气体进入E中；偏大。

【解析】

试题分析：

（1）检查装置A的气密性，需要关闭开关a，在球形漏斗中加入水到下端液面高于容器中的液面，一段时间后液面不变证明气密性完好；

（2）加快氢气产生的速率；Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn(负极)、Cu(正极)与稀盐酸(电解质溶液)组成很多微小原电池，发生原电池反应，加快了反应速率。

（3）氢气是可燃性气体，装置中需要充满氢气后方可进行加热反应，所以需要对氢气进行验纯，避免混有空气加热发生爆炸，在F处收集氢气验纯；

（4）由于A中产生的H2中混有HCl和水蒸气，必须通过洗气逐一除去，防止干扰后续实验，故B的作用是除去氢气中的氯化氢，C中装浓硫酸，用于干燥氢气，

（5）装置D中发生的是氧化亚铁、氧化铁与氢气的反应，反应方程式为：

3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O，H2+FeOFe+H2O，

（5）U型管的质量增加的7.2g是水，物质的量是 0.4mol，

设FeO、Fe2O3物质的量分别为xmol、ymol，则氧原子守恒式：X+3Y=0.4

根据质量可知：72X+160Y=23.2

解得Y=0.1，X=0.1，

所以氧化铁的质量为：160g/mol×0.1mol=16g，

（6）干燥管F的作用防空气中水蒸气对实验干扰，若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收则所测生成水的质量增大，导致氧的含量增大，Fe2O3的质量将偏大，

考点：考查有关铁的氧化物和氢氧化物的性质，探究物质的组成或测量物质的含量