Question

19．工業(yè)上，煤炭燃燒前進(jìn)行粉碎的目的是使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率．煤隔絕空氣加強(qiáng)熱得到的焦炭，是冶鐵的重要原料．為了測(cè)定某赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案（假設(shè)該赤鐵礦中的雜質(zhì)既不溶于水，也不發(fā)生反應(yīng)）．
方案I  取8.00g赤鐵礦粉，加入足量稀硫酸，完全反應(yīng)后過濾，得到1.60g濾渣．則赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．（提示：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O）
方案Ⅱ如圖所示，取8.00g赤鐵礦粉與過量的焦炭粉混合后加強(qiáng)熱，充分反應(yīng)．測(cè)得氫氧化鈉溶液反應(yīng)前后質(zhì)量增加了1.32g．（提示：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O）如果產(chǎn)生的二氧化碳被氫氧化鈉溶液完全吸收，根據(jù)所學(xué)反應(yīng)3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑計(jì)算，赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%．
[實(shí)驗(yàn)反思]方案Ⅱ中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
[實(shí)驗(yàn)分析]方案I測(cè)出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯大于方案Ⅱ測(cè)出的結(jié)果，可能的原因是方案Ⅱ中，反應(yīng)生成的二氧化碳在高溫條件下和過量的焦炭反應(yīng)生成了一氧化碳（寫出一種即可）．

Answer 1

分析 反應(yīng)物接觸越充分，反應(yīng)速率越快；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷；
高溫條件下，碳和二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳不能和氫氧化鈉反應(yīng)．

解答 解：煤炭燃燒前進(jìn)行粉碎的目的是使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率；
則赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.00g-1.60g}{8.00g}$×100%=80%；
設(shè)氧化鐵質(zhì)量為x，
測(cè)得氫氧化鈉溶液反應(yīng)前后質(zhì)量增加了1.32g，說明反應(yīng)生成了1.32g二氧化碳，
3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑，
       320                       132
        x                         1.32g
$\frac{320}{x}$=$\frac{132}{1.32g}$，
x=3.2g，
赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.2g}{8.00g}$×100%=40%；
方案Ⅱ中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)原有的空氣中含有二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的二氧化碳質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致測(cè)出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
方案I測(cè)出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯大于方案Ⅱ測(cè)出的結(jié)果，可能的原因是方案Ⅱ中，反應(yīng)生成的二氧化碳在高溫條件下和過量的焦炭反應(yīng)生成了一氧化碳．
故填：使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率；80%；40%；偏大；方案Ⅱ中，反應(yīng)生成的二氧化碳在高溫條件下和過量的焦炭反應(yīng)生成了一氧化碳．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．