一化學(xué)興趣小組對(duì)某月餅包裝盒中的“脫氧劑”很好奇,他們觀察到“脫氧劑”外包裝標(biāo)注的成分為鐵粉、活性炭和氯化鈉,打開發(fā)現(xiàn)灰黑色的固體中還夾雜著少量紅棕色粉末.
【資料獲悉】鐵系“脫氧劑”的作用原理是利用鐵能被氧氣氧化,從而達(dá)到除氧保鮮的目的.
【教師指導(dǎo)】鐵被氧氣氧化最終產(chǎn)物為紅棕色的Fe
2O
3(其他產(chǎn)物忽略不計(jì)).
【探究目的】小組同學(xué)欲探究該“脫氧劑”是否已經(jīng)失效(即單質(zhì)鐵是否已經(jīng)完全被氧化),并測(cè)定各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)了以下探究實(shí)驗(yàn).
【實(shí)驗(yàn)探究】
步驟1:小剛用磁鐵接近樣品,發(fā)現(xiàn)磁鐵吸引了部分黑色固體.
步驟2:稱取10.00g樣品于一燒杯中,加足量水充分?jǐn)嚢枞芙夂,過濾,將濾渣洗滌、干燥、稱得其質(zhì)量為7.28g.
步驟3:如圖,將得到的7.28g固體與足量稀硫酸反應(yīng),用電子秤稱得反應(yīng)前后總質(zhì)量差為0.15g.
步驟4:將錐形瓶中反應(yīng)后的液體過濾,并將濾渣洗滌、干燥后,稱得其質(zhì)量為1.20g.
【交流討論】
(1)由步驟1得出的結(jié)論是
樣品中含有單質(zhì)鐵
樣品中含有單質(zhì)鐵
.
(2)步驟2的目的為了推測(cè)出“脫氧劑”含有
NaCl
NaCl
(填物質(zhì)的化學(xué)式),其質(zhì)量為
2.72g
2.72g
.
(3)步驟3中儀器A的名稱為
錐形瓶
錐形瓶
.
小明認(rèn)為0.15g差值即為H
2的質(zhì)量,并由此計(jì)算出樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為4.20g.
小華提出在裝置的a導(dǎo)管處應(yīng)該再連接一個(gè)盛有堿石灰(氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物)的干燥管,他這樣做的目的是
除去H2中混有的水蒸氣,減少對(duì)氫氣質(zhì)量的測(cè)定產(chǎn)生的誤差
除去H2中混有的水蒸氣,減少對(duì)氫氣質(zhì)量的測(cè)定產(chǎn)生的誤差
.
(4)步驟4中濾渣是
C
C
(填化學(xué)式),如果沒有經(jīng)過洗滌,則稱得的質(zhì)量
>
>
1.20g(填“>”、“<”或“=”).
【教師指導(dǎo)】樣品在稀硫酸中除了Fe、Fe
2O
3分別能與稀硫酸反應(yīng)外,還存在反應(yīng):
Fe+Fe
2(SO
4)
3=3FeSO
4.因此,小明用產(chǎn)生H
2的質(zhì)量計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量不合理.實(shí)際上,樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量應(yīng)該是與酸反應(yīng)消耗的鐵和與Fe
2(SO
4)
3反應(yīng)消耗鐵的質(zhì)量總和.
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】小紅將步驟3的裝置進(jìn)行了改進(jìn),重新稱取10.00g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并準(zhǔn)確測(cè)得固體與足量稀硫酸反應(yīng)前后總質(zhì)量差為0.14g.
【數(shù)據(jù)處理】由于反應(yīng)過程較復(fù)雜,小組同學(xué)在老師的幫助下,推算出與Fe
2(SO
4)
3反應(yīng)消耗鐵的質(zhì)量為0.56g.
【請(qǐng)你參與】
(1)寫出Fe
2O
3與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式.
(2)請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算樣品中Fe
2O
3的質(zhì)量分?jǐn)?shù).