问题 计算题

某兴趣小组为探究“氧化铁和铜粉”混合物中铜的质量分数,称取一定质量的混合物,按照下图实验装置进行实验:

(1)实验时要“先通一氧化碳气体,后加热” 的目的是                                      

(2)装置A中发生反应的方程式为                  

(3)实验装置B中的现象是                  ,发生反应的化学方程式为                 

(4)该装置的设计有一明显不当之处,你的改进方案是                    

[定量分析]

该兴趣小组按照科学的方案完成实验后,对充分反应后的管内固体X进行如下后续实验探究:

回答下列问题:

(1)写出固体X与稀盐酸反应的方程式:                                   

(2)有色溶液B中含有的溶质:                          (填化学式)。

(3)根据以上实验流程,计算原混合物“氧化铁和铜粉”中铜的质量分数为            

答案

(1)排除试管内的空气,防止发生爆炸

(2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2

(3)溶液变浑浊(或生成白色沉淀) Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

(4)将尾气点燃惧或收集

[定量分析]

(1)Fe+2HCl=FeCl2+H2

(2)FeCl2、HCl

(3)20%

题目分析:(1)实验时要“先通一氧化碳气体,后加热” 的目的是防止一氧化碳在试管中与空气混合被点燃而发生爆炸。

(2)一氧化碳会与氧化铁在高温的条件反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2

(3)因为在A中有二氧化碳气体生成,可使B中的澄清的石灰水变浑浊(或生成白色沉淀)。反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

(4)一氧化碳有毒,可污染空气。不能将一氧化碳气体排放到空气中。所以应将尾气点燃惧或收集。

[定量分析]

固体X的成分为铁和铜;基中铁与稀盐酸反应。方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。所以气体A为氢气(H2)。有色溶液B中含有的溶质有反应生成的FeCl2(溶液为浅绿色)和过量未反应的HCl(稀盐酸)。由于稀盐酸过量,由原固体X中的铁完全反应。所以固体C为铜,其质量为4g。

(3)可先根据气体A(H2)为0.4g,计算出铁的质量,再计算出氧化铁的质量。

计算过程:

解:设铁的质量为x

Fe+2HCl=FeCl2+H2

56             2

x              0.4g

56:2=x:0.4g

x=11.2g

则氧化铁(Fe2O3)的质量为:

原混合物“氧化铁和铜粉”中铜的质量分数为:=20%

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