Question

工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe₂O₃，還含有少量的FeO、Fe₃O₄．為了測(cè)定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你參與過(guò)程分析．

【資料1】
草酸晶體（H₂C₂O₄?3H₂O）在濃H₂SO₄作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄?3H₂O

濃H2SO4

△

CO₂↑+CO↑+4H₂O
（1）圖2可用作草酸分解制取氣體的裝置是

 

（填字母編號(hào)）．
【資料2】
堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，可以吸收水分和二氧化碳；
【資料3】
濃硫酸具有吸水性，可以干燥氣體；
【資料4】
氫氧化鈉溶液和石灰水類似都可以與二氧化碳反應(yīng)，但吸收能力比石灰水強(qiáng)
【問(wèn)題討論】
用圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（2）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先

 

．
（3）進(jìn)入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑依次是

 

（填字母編號(hào)）．
a．濃硫酸        b．澄清的石灰水      c．氫氧化鈉溶液
（4）B裝置的作用是

 

．
（5）寫出D裝置中所發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式

 

．
【數(shù)據(jù)分析與計(jì)算】
【資料5】
鐵的常見(jiàn)氧化物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)	77.8%	70.0%	72.4%

（6）稱取鐵紅樣品10.0g，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
①D中充分反應(yīng)后得到Fe粉的質(zhì)量為m g，則

 

＜m＜

 

．
②待充分反應(yīng)、冷卻后，將D中的固體放入足量的稀硫酸溶液中，產(chǎn)生氫氣質(zhì)量為0.27g，則此鐵紅樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？[寫出詳細(xì)計(jì)算過(guò)程]
解題過(guò)程：
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
反思1：請(qǐng)指出[問(wèn)題討論]中實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,一氧化碳還原氧化鐵,書(shū)寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）草酸晶體（H₂C₂O₄?3H₂O）在濃硫酸作用下受熱分解，因此選用d裝置；
（2）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性；
（3）二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗(yàn)，還可以檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，二氧化碳可以用濃硫酸干燥；
（4）檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡；
（5）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；
（6）如果全部是氧化鐵，鐵的最少量是10g×70%=7.0g，如果全部是氧化亞鐵，鐵的最大量是10g×77.8%=7.78g；根據(jù)氫氣的質(zhì)量計(jì)算出鐵的質(zhì)量；
實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置．

解答：解：（1）草酸晶體（H₂C₂O₄?3H₂O）在濃硫酸作用下受熱分解，因此選用d裝置，故答案為：d；
（2）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（3）二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗(yàn)，還可以檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，一氧化碳可以用濃硫酸干燥；故答案為：c、a；
（4）B裝置還可以檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，故答案為：驗(yàn)證二氧化碳已除盡；
（5）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；故答案為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（6）①如果全部是氧化鐵，鐵的最少量是10g×70%=7g，如果全部是氧化亞鐵，鐵的最大量是10g×77.8%=7.78g；故填：7g；7.78g；
②設(shè)產(chǎn)生0.27g氫氣需要鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
x             0.27g

56

2

=

x

0.27g

x=7.56g
則鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7.56g

10.0g

×100%=75.6%
故填：75.6%．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置．故答案為：缺少尾氣處理裝置．

點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)屬于實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析，得到了正確的結(jié)論，屬于實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論的探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．本題型主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．