Question

（1）甲同學(xué)取10g的赤鐵礦粉用下圖裝置以合理的操作步驟測定（雜質(zhì)始終不發(fā)生變化）．
①實(shí)驗(yàn)中持續(xù)通入氮?dú)猓�加熱前緩緩�(fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間，其作用是

 

．
②停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸？為什么？

 

．該實(shí)驗(yàn)還需要改進(jìn)的是

 

③如果氫氧化鈉溶液對二氧化碳的吸收是完全的，裝置b反應(yīng)前總質(zhì)量為102g，反應(yīng)后為108.6g，計(jì)算赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

．
（2）乙同學(xué)取10g的赤鐵礦粉放入上圖的玻璃管中反應(yīng)，玻璃管質(zhì)量為50g，完全反應(yīng)后稱量玻璃管與剩余物質(zhì)量為57.75g，計(jì)算赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

．
（3）那位同學(xué)的方法更準(zhǔn)確？

 

分析兩者誤差的原因：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：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

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）①由于裝置內(nèi)空氣中的氧氣能與碳反應(yīng)生成二氧化碳，據(jù)此分析通入氮?dú)獾淖饔茫?br />②不需要，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)�，所以不會出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
③氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)，根據(jù)“裝置b反應(yīng)前總質(zhì)量為102g，反應(yīng)后為108.6g”，可求二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量和方程式進(jìn)行計(jì)算，可求氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）可以假設(shè)赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量為x，則赤鐵礦中雜質(zhì)的質(zhì)量為：10g-x，反應(yīng)后生成鐵的質(zhì)量為：7.6g-（10g-x），再根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量．
（3）根據(jù)反應(yīng)會生成一氧化碳，氣體會帶走一部分水蒸氣，從而造成氫氧化鈉溶液質(zhì)量的減少分析．

解答：解：（1）①加熱前就通入一段時(shí)間氮?dú)猓�是要提前排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；
②因整個(gè)過程都通氮?dú)�，所以不會出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
③二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故溶液的增重值即為二氧化碳的質(zhì)量，反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為108.6-102.0=6.6g；
設(shè)赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量為x．
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂
    160            132
     x             6.6g
則

160

132

=

x

6.6g

，解得x=8g
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8g

10g

×100%=80%
（2）固體的質(zhì)量差為：10g+50g-57.75g=2.25g
解：設(shè)赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量為x，
 3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂，固體△m
     160       112       48
      x                  2.25g
則

160

48

=

x

2.25g

，解得x=7.5g，
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7.5g

10g

×100%=75%
（3）由于在高溫條件下，碳與氧化鐵也會生成一氧化碳，如果氫氧化鈉溶液是足量的，對二氧化碳的吸收是完全的，而CO不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，排出時(shí)會帶走部分溶液中的水蒸氣，從而造成氫氧化鈉溶液質(zhì)量的減少，使測得CO₂質(zhì)量偏小，導(dǎo)致氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏�。�
故答案為：
（1）①將裝置內(nèi)的空氣排盡．②不需要，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)猓�尾氣處理；�?0%．
（2）75%．
（3）乙同學(xué)，CO不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，排出時(shí)會帶走部分溶液中的水蒸氣，從而造成氫氧化鈉溶液質(zhì)量的減少，使測得CO₂質(zhì)量偏小，導(dǎo)致氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏小

點(diǎn)評：本題主要考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問題，有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和對實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)是中考的熱點(diǎn)之一，解答計(jì)算時(shí)要據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和方程式細(xì)心分析解答．