Question

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），某興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你參與過(guò)程分析．

【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

濃硫酸  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O；
2．堿石灰主要成分為生石灰與氫氧化鈉固體．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作】用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
【問(wèn)題討論】
（1）實(shí)驗(yàn)中觀察到E中現(xiàn)象是

 

；
（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）當(dāng)E中固體完全反應(yīng)后，先熄滅

 

處酒精燈（填“A”或“E”）；
（4）G的作用是

 

；
（5）實(shí)驗(yàn)裝置有一明顯缺陷是

 

．
【數(shù)據(jù)處理】稱(chēng)取樣品8.0g，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后稱(chēng)量F裝置增重4.4g．則樣品中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（精確到0.1%）．
【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”或“無(wú)影響”）．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,一氧化碳還原氧化鐵,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：【問(wèn)題討論】
（1）從E裝置中發(fā)生的反應(yīng)是一氧化碳和氧化鐵（紅棕色）在高溫下反應(yīng)生成黑色的鐵和二氧化碳去分析解答；
（2）從進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，就要除去混合氣體中的二氧化碳和水分；先用裝置中氫氧化鈉溶液除去混合氣體中的二氧化碳、再用石灰水檢驗(yàn)混合氣體中的二氧化碳是否除干凈、最后用濃硫酸是除去水分去分析解答；
（3）從還要繼續(xù)通往CO，以便讓裝置E中的產(chǎn)生二氧化碳全部進(jìn)入F裝置去分析解答；
（4）從由于利用稱(chēng)量F裝置增加重量（二氧化碳）去計(jì)算參加反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量，故要外界防止外界空氣（中CO₂和水蒸氣）進(jìn)入F去分析解答；
（5）從反應(yīng)物CO是空氣污染物，在實(shí)驗(yàn)時(shí)要把剩余的CO除去去分析解答；
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實(shí)驗(yàn)反思】從裝置E中的產(chǎn)生二氧化碳沒(méi)有進(jìn)入F裝置，會(huì)導(dǎo)致F增加質(zhì)量減小，使二氧化碳質(zhì)量偏小，導(dǎo)致計(jì)算得出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小去分析解答．

解答：解：【問(wèn)題討論】
（1）E裝置中發(fā)生的反應(yīng)是一氧化碳和氧化鐵（紅棕色）在高溫下反應(yīng)生成黑色的鐵和二氧化碳，故答案為：樣品由紅色變成黑色；
（2）由草酸（H₂C₂O₄）在濃硫酸作用下受熱分解，化學(xué)方程式為H₂C₂O₄

濃硫酸  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O可知，由于進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，就要除去混合氣體中的二氧化碳和水分；先用裝置中氫氧化鈉溶液除去混合氣體中的二氧化碳、再用石灰水檢驗(yàn)混合氣體中的二氧化碳是否除干凈、最后用濃硫酸是除去水分；故答案為：③；
（3）當(dāng)E中固體完全反應(yīng)后，還要繼續(xù)通往CO，以便讓裝置E中的產(chǎn)生二氧化碳全部進(jìn)入F裝置，故答案為：E；
（4）由于利用稱(chēng)量F裝置增加重量（二氧化碳）去計(jì)算參加反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量，故要外界防止外界空氣（中CO₂和水蒸氣）進(jìn)入F；故答案為：防止空氣（中CO₂和水蒸氣）進(jìn)入F；      
（5）由于反應(yīng)物CO是空氣污染物，在實(shí)驗(yàn)時(shí)要把剩余的CO除去；故答案為：沒(méi)有處理尾氣裝置；
【數(shù)據(jù)處理】解：設(shè)樣品中氧化鐵的質(zhì)量分為X
               Fe₂O₃+3CO 

高溫  .

2Fe+3CO₂
             160                   132         
           8.0g×x                4.4g 
                

160

132

=

8.0g×x

4.0g

 
             解之得：X=66.7%
             故答案為：66.7%；
【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，裝置E中的產(chǎn)生二氧化碳沒(méi)有進(jìn)入F裝置，會(huì)導(dǎo)致F增加質(zhì)量減小，使二氧化碳質(zhì)量偏小，導(dǎo)致計(jì)算得出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小；故答案為：偏�。�

點(diǎn)評(píng)：做題目時(shí)重點(diǎn)分析裝置圖中各裝置的作用．