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13.化学兴趣小组的同学设计了用一氧化碳气体还原氧化铁的实验装置,如图所示.请回答下列问题:
(1)为了避免玻璃管在加热时可能发生爆炸,加热前应先通一氧化碳排尽玻璃管内空气.
(2)玻璃管中的现象是红色粉末变为黑色,发生反应的化学方程式为:3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
(3)用化学方法证明反应后玻璃管中的物质Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(化学方程式表示).
(4)该装置的缺点是尾气没有处理.
(5)若玻璃管中氧化铁全部还原成铁,冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4g,则加入玻璃管中的氧化铁的质量是8g.

分析 (1)根据一氧化碳具有可燃性,与空气混合,加热可能会发生爆炸进行分析;
(2)一氧化碳在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,据此书写化学方程式;
(3)根据铁与稀盐酸反应生成气体,并据反应原理书写化学方程式;
(4)考虑尾气没有处理;
(5)一氧化碳还原氧化铁反应后固体质量减少的质量即为氧化铁中氧元素的质量,利用氧化铁中铁与氧元素的质量关系,由氧元素的质量计算出生成铁的质量,并进而计算氧化铁的质量或通过氧化铁中氧元素的质量分数计算.

解答 解:(1)一氧化碳具有可燃性,与空气混合,加热可能会发生爆炸,所以在加热前要先通一氧化碳排尽玻璃管内空气防止一氧化碳不纯发生爆炸;
(2)玻璃管中的现象是红色粉末变为黑色,在高温条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2;
(3)铁和稀盐酸反应,生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式是:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(4)该装置的缺点是 尾气没有处理,会污染空气;
(5)氧化铁Fe2O3中Fe与O元素的质量比=(56×2):(16×3)=7:3,因此,氧化铁中氧元素质量为2.4g时,铁元素的质量=2.4g×$\frac{7}{3}$=5.6g,则氧化铁的质量为:2.4g+5.6g=8g;
故答案为:
(1)先通一氧化碳排尽玻璃管内空气.(2)红色粉末变为黑色,3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
(3)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑.(4)尾气没有处理.(5)8.

点评 运用对一氧化碳还原氧化铁反应操作的理解,推断各装置的作用,并能进行简单的分析和计算,是解答类似问题的一般方法.

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