甲酸（HCOOH）俗称蚁酸，能刺激皮肤起泡，存在于蜂类、某些蚁类和毛虫的分泌物中．某校兴趣小组同学对甲酸进行研究，并进行一氧化碳还原氧化铁的实验．查阅资料①甲酸的酸性比

Question

甲酸（HCOOH）俗称蚁酸，能刺激皮肤起泡，存在于蜂类、某些蚁类和毛虫的分泌物中．某校兴趣小组同学对甲酸进行研究，并进行一氧化碳还原氧化铁的实验．
【查阅资料】
①甲酸的酸性比醋酸强，具有酸的通性．
②甲酸（HCOOH）是无色易挥发的液体，在浓硫酸作用下易分解．甲酸分解的化学方程式为：HCOOH

浓硫酸

△

CO↑+H₂O，浓硫酸在反应中起___作用．
③铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．
【实验设计及操作】
I．验证甲酸的酸性，完成实验记录：

	操作	实验现象	原理或解释
取 甲 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液变成 ___色	溶液中含 ___离子
	加适量的锌粒	观察到 ___	2HCOOH+Zn═（HCOO）2Zn+H2↑
	加氧化铁粉末	观察到红棕色固体消失，溶液变成 ___色	甲酸可以与金属氧化物反应，工业上 可用甲酸除锈

Ⅱ．利用下列图1装置，以甲酸为原料制备纯净、干燥的一氧化碳，完成一氧化碳还原氧化铁实验，并检验气态产物．

①实验前应先组装好仪器，并___，再装入药品．若各步均反应完全，装置的连接顺序为甲→___→___→___→___（填序号）．从环保角度，连接好的装置还存在明显不足，请改进___．
②实验时先点燃甲中的酒精灯，一段时间后再点燃丁中的酒精喷灯，目的是___；装置乙能否去除___（选填“能”、“不能”），你的理由是___．
③装置丁中观察到的现象是___；装置丙中发生反应的化学方程式是___．
④为检验氧化铁是否反应完全，同学们设计如下实验方案：从装置丁中取出少量反应后的固体粉末于试管中，加入足量稀盐酸，若观察到有大量气泡产生且溶液变为浅绿色而非黄色，则说明氧化铁已完全反应．上述判断是否正确，理由是___．
Ⅲ．已知在不同的温度下，CO与氧化铁反应能生成其它铁的氧化物（或铁单质）和CO₂．反应过程中丁中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2．
利用图2显示的相关信息，回答如下问题．
①在0～400℃温度范围内，管内固体质量不变，其原因是___．
②图中x=___g．
③试据图计算并推断B点固体的合理化学式___．
④写出在温度500～600℃内，丁装置中发生反应的化学方程式___．

Answer 1

【查阅资料】浓硫酸在甲酸分解反应中起脱水作用；
【实验设计及操作】I．甲酸溶于水能电离出氢离子，溶液显酸性，可使紫色石蕊变红．甲酸与锌粒反应产生氢气；与氧化铁反应生成甲酸铁和水，铁离子的溶液为黄色．
Ⅱ．①实验之前先检查装置的气密性．根据甲酸（HCOOH）是无色易挥发的液体，制取的一氧化碳（甲装置）中可能含有甲酸，用乙装置处理，再干燥（戊装置），通入反应装置（丁），处理二氧化碳（丙）再进行尾气处理；所以装置的连接顺序为：甲→乙→戊→丁→丙；由于一氧化碳有毒污染空气，所以应该有尾气处理装置．
②根据一氧化碳还原氧化铁实验主要步骤为：（一）先通入一氧化碳一段时间（目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时玻璃管内的一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸）；（二）点燃酒精喷灯给氧化铁加热；（三）熄灭酒精喷灯，继续通一氧化碳直至装置冷却（防止刚生成的铁在高温下又与氧气反应，使实验失败）；（四）停止通入一氧化碳．可得：实验时先点燃甲中的酒精灯，一段时间后再点燃丁中的酒精喷灯，目的是：产生CO气体，排尽装置内的空气，防止加热爆炸；
根据甲酸是无色易挥发的液体，装置乙用来处理制取的一氧化碳中含有甲酸气体；因此装置乙的作用是：除去CO中的甲酸气体；
③装置丁中观察到的现象：红色的氧化铁粉末逐渐变为黑色；
反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3CO(高温.)/()2Fe+3CO₂ ；
④根据未反应的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁溶液，氯化铁溶液与生成的铁反应，溶液也可变为浅绿色．
Ⅲ．①在0～400℃温度范围内，根本达不到反应所需的最低温度，所以氧化铁的质量并未改变．
故答案为：未达到反应所需的最低温度．
②从400℃开始，随着温度的升高，氧化铁中的氧开始逐渐失去，到700℃时只剩下铁，即此时氧化铁被一氧化碳还原为铁单质．
根据元素守恒，铁单质的质量=氧化铁中铁元素的质量=2.4g×(56×2)/(56×2+16×3)×100%=1.68g，
故答案为1.68．
③B处氧化物中铁的质量=氧化铁中铁元素的质量=2.4g×(56×2)/(56×2+16×3)×100%=1.68g，
B处氧化物中氧的质量=氧化铁中氧的质量-失去氧的质量=2.4g×(16×3)/(160)×100%-（2.40-2.16）g=0.48g
A处氧化物中铁与氧原子个数比=(1.68g)/(56)：(0.48g)/(16)=(1)/(1)，所以A处氧化物的化学式为FeO
故答案为：FeO
④A处氧化物中铁的质量=氧化铁中铁元素的质量=2.4g×(56×2)/(56×2+16×3)×100%=1.68g，
A处氧化物中氧的质量=氧化铁中氧的质量-失去氧的质量=2.4g×(16×3)/(160)×100%-（2.40-2.32）g=0.64g
A处氧化物中铁与氧原子个数比=(1.68g)/(56)：(0.64g)/(16)=(3)/(4)，所以A处氧化物的化学式为Fe₃O₄
在温度500～600℃内，丁装置中发生反应的化学方程式Fe₃O₄+CO(高温.)/()3FeO+CO₂
故答案为：【查阅资料】脱水；【实验设计及操作】I．

	操作	实验现象	原理或解释
取 甲 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液变成红色	溶液中含氢离子
	加适量的锌粒	观察到 有气泡冒出	2HCOOH+Zn═（HCOO）2Zn+H2↑
	加氧化铁粉末	观察到红棕色固体消失，溶液变成黄色	甲酸可以与金属氧化物反应，工业上 可用甲酸除锈

Ⅱ．①检查装置的气密性；乙→戊→丁→丙；加装尾气处理装置．
②产生CO气体，排尽装置内的空气，防止加热爆炸；不能；如果不除去CO中的甲酸气体，甲酸气体会与氧化铁以及石灰水反应；
③红色的氧化铁粉末逐渐变为黑色；Fe₂O₃+3CO(高温.)/()2Fe+3CO₂ ；
④不正确，未反应的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁溶液，氯化铁溶液与生成的铁反应，溶液也可变为浅绿