Question

4．某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室模擬高爐煉鐵，其部分裝置如圖1：

請(qǐng)完成下列填空：
（1）利用甲酸與濃硫酸反應(yīng)HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O制取CO，反應(yīng)中濃硫酸的作用是催化劑、脫水劑和吸水劑．
（2）判斷上述裝置中CO與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象為紅色粉末變?yōu)楹谏�，澄清石灰水變渾濁；該裝置存在的缺陷是沒(méi)有尾氣處理裝置，尾氣中的CO能夠污染空氣．
（3）已知受熱不均時(shí)，可發(fā)生副反應(yīng)CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+2FeO．為測(cè)定所得黑色產(chǎn)物中鐵的含量，現(xiàn)有下列各有兩根導(dǎo)管的甲、乙兩試管如圖2，用橡皮管連接對(duì)應(yīng)接口后，倒置盛稀硫酸的試管．
①樣品和稀硫酸應(yīng)分別置于甲、乙儀器中（填“甲”或“乙”），甲、乙試管中接口的連接方式為：A連接D，B連接E，C連接F（填各接口的編號(hào)）．
②量氣管可以用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中一種常用儀器來(lái)改裝，該儀器的名稱是堿式滴定管．當(dāng)氣體不再產(chǎn)生且恢復(fù)至室溫時(shí)，如丙圖所示量氣管讀數(shù)20.70mL．若量氣之前的其他操作均正確，根據(jù)該讀數(shù)并將產(chǎn)生的氣體體積換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況后，所計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“無(wú)影響”），原因是讀數(shù)時(shí)量氣管液面高于左側(cè)液面，氣體受到的壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致所測(cè)氣體體積偏�。ㄈ魺o(wú)影響該空不必作答）．

Answer 1

分析 （1）由方程式HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O，知反應(yīng)生成了CO、H₂O，從反應(yīng)物、產(chǎn)物、能否促進(jìn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行來(lái)考慮濃硫酸的作用；
（2）由方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；CO是有毒氣體顧不能直接排放到空氣中；
（3）①裝置連接圖，將盛稀硫酸的乙試管倒置后稀硫酸被壓入甲試管，B、E相連起到平衡氣壓的作用，生成的氫氣經(jīng)C、F通入丙裝置中，由G讀出氫氣的體積；
 ②儀器識(shí)別、量氣管讀數(shù)注意精確到0.01ml、誤差分析俯視時(shí)偏�。�

解答 解：（1）由方程式HCOOH$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+H₂O，知反應(yīng)生成了CO、H₂O要想得到干燥的CO必須要除去H₂O故其作用是吸水劑，又因?yàn)樯�成物中有水生成，因此濃硫酸吸水可以促進(jìn)反應(yīng)不斷的向正反應(yīng)方向進(jìn)行，故又為催化劑，濃硫酸又能將HCOOH物質(zhì)中的H、O按照2：1比例進(jìn)行脫去，形成水故又為脫水劑；
故答案為：催化劑、脫水劑和吸水劑；
（2）該裝置發(fā)生反應(yīng)為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe，F(xiàn)e₂O₃本身為紅棕色Fe為黑色顧現(xiàn)象為紅色粉末變?yōu)楹谏�，且反�?yīng)生成了CO₂，澄清石灰水變渾濁，所以現(xiàn)象為紅色粉末變?yōu)楹谏�，澄清石灰水變渾濁；產(chǎn)生的CO是有毒的氣體不能直接排放到空氣中故缺陷是沒(méi)有尾氣處理裝置，尾氣中的CO能夠污染空氣，
故答案為：紅色粉末變?yōu)楹谏�，澄清石灰水變渾濁；沒(méi)有尾氣處理裝置，尾氣中的CO能夠污染空氣；
（3）①因?yàn)楦狈磻?yīng)CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+2FeO為測(cè)定所得其中黑色產(chǎn)物中鐵的含量，黑色產(chǎn)物Fe、FeO為固體、溶解物質(zhì)稀硫酸為液體，所以該實(shí)驗(yàn)裝置為固+液的反應(yīng)，所以應(yīng)置于甲、乙裝置中；（2）將盛稀硫酸的乙試管倒置后稀硫酸被壓入甲試管，B、E相連起到平衡氣壓的作用，生成的氫氣經(jīng)C、F通入丙裝置中，由G讀出氫氣的體積，
故答案為：甲、乙；D、E；
  ②儀器識(shí)別題，顧該儀器的名稱是堿式滴定管；待左右液面齊時(shí)讀數(shù)，注意精確到0.01ml，故為20.70ml；待裝置內(nèi)外氣壓相等，讀數(shù)前應(yīng)上下移動(dòng)滴定管，使左右兩邊液面相平，讀數(shù)時(shí)由于量氣管液面高于左側(cè)液面，因此氣體受到的壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致所測(cè)氣體體積偏小，則測(cè)得的氫氣體積較小，相當(dāng)于物質(zhì)的量減小，間接導(dǎo)致測(cè)得的鐵的物質(zhì)的量減小，所以鐵的含量偏小．
故答案為：堿式滴定管；20.70ml；偏��；讀數(shù)時(shí)量氣管液面高于左側(cè)液面，氣體受到的壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致所測(cè)氣體體積偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握濃硫酸的作用，以及CO還原Fe₂O₃原理中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及對(duì)有毒氣體CO處理方法，以及讀取液滴體積時(shí)不正確的讀數(shù)方式帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差分析等．