Question

（10分）為了測(cè)定某樣品中氧化鐵（Fe2O3）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（雜質(zhì)不含鐵元素，且不溶于水和酸），化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)。

【查閱資料】

1．草酸（H2C2O4）在濃硫酸作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：

H2C2O4 CO2↑+CO↑+H2O

2．堿石灰能吸收二氧化碳和水蒸氣

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作】用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

 

【問題討論】

（1）裝藥品前應(yīng)先，實(shí)驗(yàn)中觀察到E中現(xiàn)象是：固體顏色 ；

（2）進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中依次是（填序號(hào)）。

① 濃硫酸、石灰水、氫氧化鈉溶液 

② 石灰水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸 

③ 氫氧化鈉溶液、石灰水、濃硫酸

（3）G的作用是 ；E中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ；

（4）當(dāng)E中固體完全反應(yīng)后， 處應(yīng)先停止加熱（填序號(hào)A或E）；

（5）上述實(shí)驗(yàn)裝置的一處明顯缺陷是： 。

【數(shù)據(jù)處理】

稱取樣品8.0g，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后稱量F裝置增重4.4g。則樣品中氧

化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。

【實(shí)驗(yàn)反思】

當(dāng)觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，則測(cè)得的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（填“偏大”，“偏小”，“無影響”）。

 

Answer 1

【問題討論】（1）檢查裝置的氣密性 由紅色變?yōu)楹谏?/span>

（2）③ （3）隔離空氣中的二氧化碳和水蒸氣 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（4）E （5）未進(jìn)行尾氣處理

【數(shù)據(jù)處理】66.7% 【數(shù)據(jù)處理】偏小

【解析】

試題分析：【問題討論】（1）有氣體參加、生成的反應(yīng)，為了防止漏氣，裝藥品前應(yīng)先檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)中E中發(fā)生的反應(yīng)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，觀察到現(xiàn)象是：固體顏色由紅色變?yōu)楹谏?/span>

（2）干燥氣體應(yīng)放在最后一步，氫氧化鈉溶液是吸收二氧化碳，而石灰水是檢驗(yàn)二氧化碳，所以進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中依次是氫氧化鈉溶液、石灰水、濃硫酸，選③

（3）G的作用是：隔離空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入到裝置F中，從而使二氧化碳質(zhì)量偏大，E中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（4）當(dāng)E中固體完全反應(yīng)后，還要繼續(xù)通入一氧化碳，防止灼熱的鐵又與空氣中的氧氣反應(yīng)，使實(shí)驗(yàn)失敗，且裝置E中產(chǎn)生的二氧化碳還有部分沒有進(jìn)入到裝置F中，所以E處應(yīng)先停止加熱

（5）因?yàn)橐谎趸�碳有毒，所�?/span>上述實(shí)驗(yàn)裝置的一處明顯缺陷是：未進(jìn)行尾氣處理

【數(shù)據(jù)處理】充分反應(yīng)后稱量F裝置增重4.4g，即反應(yīng)生成的二氧化碳質(zhì)量為4.4g，再根據(jù)反應(yīng)方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中Fe2O3與CO2的質(zhì)量關(guān)系，即可求出Fe2O3的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算樣品中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)

【解析】
設(shè)Fe2O3的質(zhì)量為x

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 132

x 4.4g

160：132=x：4.4g

X=5.33g

∴樣品中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)=5.33g/8.0g×100%=66.7%

【數(shù)據(jù)處理】當(dāng)觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，裝置E中產(chǎn)生的二氧化碳還有部分沒有進(jìn)入到裝置F中，使二氧化碳的質(zhì)量偏小，則測(cè)得的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏小

考點(diǎn)：鐵的冶煉原理及反應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析，氣體的除雜、干燥，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算