已知铁生锈的过程为：Fe→Fe（OH）2→Fe（OH）3→Fe2O3•xH2O．又知草酸（H2C2O4）分解的化学方程式为H2C2O4浓硫酸加热CO↑+CO2↑+H2O某化学小组为测定两种不同生锈铁片的组成（设只含有铁和Fe2O3

Question

已知铁生锈的过程为：Fe→Fe（OH）₂→Fe（OH）₃→Fe₂O₃•xH₂O．又知草酸（H₂C₂O₄）分解的化学方程式为
H₂C₂O₄

浓硫酸

加热

CO↑+CO₂↑+H₂O某化学小组为测定两种不同生锈铁片的组成（设只含有铁和Fe₂O₃•xH₂O），进行了以下探究，请你参与并完成对有关问题的解答．
（1）甲同学利用草酸分解产生的混合气体和如所示装置测定其中一种锈铁的组成．

主要操作为：取锈铁样品12.6g置于装置C的硬质玻璃管中，加热完全反应后得到固体的质量为8.4g，装置D增重8.4g．
①钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，其负极的电极反应式为______．
②装置A的作用是______．装置B的作用是______．
③根据以上数据能否测定出锈铁的组成？答：______（填“能”或“不能”）．
④该装置还存在的一个明显的缺陷是______．
（2）乙同学在甲同学装置的基础上将装置D换成装浓硫酸的洗气瓶（装置E，此装置图略），经改进后，重新按甲同学的操作和样品取用量进行实验，若完全反应后得到固体的质量仍为8.4g，而装置E增重1.8g，则x=______；m（Fe）：m （Fe₂O₃•xH₂O）=______．
（3）丙同学取少量的另外一种锈铁片放在烧杯中，然后逐滴加入稀盐酸，实验测知所得溶液中Fe²⁺、Fe³⁺的物质的量之和与加入稀盐酸的体积关系如图2示，此锈铁中n（Fe）：n（Fe₂O₃•xH₂O）的取值范围是______．（填字母）a．大于1    b．等于1    c．小于1．

Answer 1

（1）①钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
②根据实验目的，需要使用一氧化碳还原氧化铁晶体，所以需要将草酸分解生成的二氧化碳和水除去，装置A中的氢氧化钠溶液用于除去二氧化碳气体，装置B中的浓硫酸用于干燥一氧化碳气体，
故答案为：除去混合气体中的CO₂；除去混合气体中的H₂O；
③加热完全反应后得到固体的质量为8.4g为铁的质量，装置D增重8.4g为二氧化碳和水的质量，再经过样品的总质量可以计算出铁锈组成，
故答案为：能；
④一氧化碳有毒，不能排放到空气中，所以应该增加尾气处理装置，
故答案为：缺少尾气处理装置；
（2）浓硫酸吸收水，碱石灰吸收水和二氧化碳．取锈铁样品12.6g置于装置D的硬质玻璃管中，加热一段时间至完全反应后得到固体的质量为8.4g，装置E增重8.4g．若将装置E换成装浓硫酸的洗气瓶F，重新按上述样品的用量和操作进行实验，若完全反应后得到固体的质量仍为8.4g，而装置F增重1.8g．所以水的质量为1.8g，二氧化碳的质量为8.4g-1.8g=6.6g，设氧化铁的质量为y，
Fe₂O₃+3CO(高温.)/()2Fe+3CO₂
160                132
y                   6.6g
(160)/(y)=(132)/(6.6g)，
y=8g
则氧化铁和水的分子个数比=(8g)/(160)=(1.8g)/(18)=1：2，所以x=2；
样品中铁的质量为：12.6g-（8g+1.8g）=2.8g，所以样品中铁单质和Fe₂O₃•xH₂O的质量比为：2.8g：（8g+1.8g）=2：7，
故答案为：2；2：7；
（3）0～V₁段发生的反应为Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Fe+2FeCl₃=3FeCl₂，正反应为：Fe+Fe₂O₃+6HCl=3FeCl₂+3H₂O，V₁～V₂段铁或者氧化铁有一种物质过量；由Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑可知，2mol氯化氢生成1mol亚铁离子，由Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O可知，6mol的氯化氢可以生成2mol的Fe³⁺，显然消耗相同物质的量盐酸时，铁与盐酸反应增加的亚铁离子比氧化铁增加的铁离子物质的量大，由于V₁～V₂铁离子和亚铁离子总的物质的量增大幅度小于0～V₁，说明V₁～V₂段为氧化铁与盐酸的反应，即氧化铁的物质的量大于铁的物质的量，故c正确，
故答案为：c．