10.工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe2O3,還含有少量的FeO、Fe3O4.為了測定鐵紅中鐵的質量分數(shù),興趣小組的同學進行了如下實驗,請你參與過程分析.
【資料】草酸晶體(H2C2O4•3H2O)在濃H2SO4作用下受熱分解,化學方程式為:H2C2O4•3H2O$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CO2↑+CO↑+4H2O
(1)下列可用作草酸分解制取氣體的裝置是d(填字母編號).

【問題討論】用如圖所示裝置進行實驗:

(2)實驗前應先檢查裝置的氣密性.
(3)進入D中的氣體是純凈、干燥的CO,則A、C中的試劑依次是c、a(填字母編號).
a.濃硫酸       b.澄清的石灰水      c.氫氧化鈉溶液
(4)寫出D裝置中所發(fā)生反應的一個化學方程式Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
【數(shù)據(jù)分析與計算】
(5)稱取鐵紅樣品10.0g,用上述裝置進行實驗,測定鐵紅中鐵的質量分數(shù).
實驗前后稱得E裝置增重6.6g,則此鐵紅中鐵的質量分數(shù)是76%.
【實驗評價】
反思:本實驗中如果缺少C裝置(不考慮其它因素),則測得樣品中鐵的質量分數(shù)會偏。ㄌ睢捌 、“不變”或“偏大”).

分析 (1)根據(jù)草酸分解制取氣體的反應物是固體,催化劑是液體,反應條件是加熱進行分析;
(3)根據(jù)氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳氣體生成碳酸鈉和水,濃硫酸具有吸水性進行分析;
(4)根據(jù)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳進行分析;
(5)根據(jù)實驗前后稱得E裝置增重6.6g就是二氧化碳的質量,依據(jù)提供的數(shù)據(jù)進行計算;
【實驗評價】根據(jù)實驗中如果缺少C裝置,水蒸氣會進入E裝置,導致二氧化碳的質量偏大,從而導致氧元素的質量偏大,會導致鐵元素的質量偏小,從而導致鐵紅中鐵元素的質量分數(shù)偏小進行分析.

解答 解:(1)草酸分解制取氣體的反應物是固體,催化劑是液體,反應條件是加熱,所以選用d裝置;
(3)A在應該放氫氧化鈉溶液,除去一氧化碳中的二氧化碳,B中的氫氧化鈣溶液用來驗證一氧化碳中的二氧化碳是否除盡,C中應該放濃硫酸,除去一氧化碳中的水蒸氣,故選:c、a;
(4)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳,化學方程式為:Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
(5)E裝置增重6.6g,那么二氧化碳是6.6g,氧元素的質量=6.6g×$\frac{32}{44}$×100%=4.8g,依據(jù)化學方程式為可知,4.8g氧元素的質量一半來自于一氧化碳,一半來自于鐵的氧化物,那么鐵紅中氧元素的質量是4.8g×$\frac{1}{2}$=2.4g,
則鐵紅中鐵的質量分數(shù)為:$\frac{10g-2.4g}{10g}$×100%=76%;
【實驗評價】實驗中如果缺少C裝置,水蒸氣會進入E裝置,導致二氧化碳的質量偏大,從而導致氧元素的質量偏大,會導致鐵元素的質量偏小,從而導致鐵紅中鐵元素的質量分數(shù)偏。
故答案為:(1)d;
(3)c、a;
(4)Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2;
(5)76%;
【實驗評價】偏。

點評 合理設計實驗,科學地進行實驗、分析實驗,是得出正確實驗結論的前提,因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗,為學好化學知識奠定基礎.

練習冊系列答案
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