Question

14．某科學(xué)小組利用如圖裝置對 FeSO₄•nH₂O 晶體中的結(jié)晶水的含量進(jìn)行測定（鐵架臺等已省略）． 已知：①FeSO4 和 FeSO₄•nH₂O 加熱時(shí)易被空氣氧化；②FeSO₄•nH₂O $\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$ FeSO₄+nH₂O；③堿石灰是生石灰和氫氧化鈉的混合物．

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

請回答：
（1）步驟Ⅰ打開 K₁導(dǎo)入二氧化碳?xì)怏w，排盡裝置中的空氣，其目的是防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄和FeSO₄•nH₂O．
（2）步驟Ⅳ中的操作乙是通二氧化碳直至 C 裝置冷卻至室溫，則操作甲指的是加熱直至晶體質(zhì)量不再變化．
（3）有同學(xué)建議，為加快產(chǎn)生 CO₂的速率，可將 A 中裝置中鹽酸濃度增大、石灰石磨成粉狀．試問，制取氣體時(shí)反應(yīng)速度是否越快越好？其理由是不是，這是因?yàn)榉磻?yīng)速率過快時(shí)容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等．
（4）步驟Ⅵ稱量，若晶體 FeSO₄•nH₂O 質(zhì)量為 m，反應(yīng)前后 C 裝置質(zhì)量減少了 m₁，D 裝置質(zhì)量增加了m₂，則此晶體中的結(jié)晶水的百分含量為$\frac{m_{1}}{m}$×100%=$\frac{100m_{1}}{m}$%（用字母表示）

Answer 1

分析 （1）步驟Ⅰ打開 K₁導(dǎo)入二氧化碳?xì)怏w，排盡裝置中的空氣，其目的是防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄ 和 FeSO₄•nH₂O；
（2）加熱直至晶體質(zhì)量不再變化后，應(yīng)該繼續(xù)通二氧化碳直至 C 裝置冷卻至室溫，這樣能夠防止液體倒吸；
（3）因?yàn)榉磻?yīng)速率過快時(shí)容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等，因此制取氣體時(shí)反應(yīng)速度并不是越快越好，要根據(jù)實(shí)際情況而定；
（4）步驟Ⅵ稱量，若晶體 FeSO₄•nH₂O 質(zhì)量為 m，反應(yīng)前后 C 裝置質(zhì)量減少了 m₁，說明結(jié)晶水的質(zhì)量是 m₁，D 裝置質(zhì)量增加了m₂，說明D裝置吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳的質(zhì)量和是m₂．

解答 解：（1）步驟Ⅰ打開 K₁導(dǎo)入二氧化碳?xì)怏w，排盡裝置中的空氣，其目的是防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄ 和 FeSO₄•nH₂O．
故填：防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄ 和 FeSO₄•nH₂O．
（2）步驟Ⅳ中的操作乙是通二氧化碳直至 C 裝置冷卻至室溫，則操作甲指的是加熱直至晶體質(zhì)量不再變化．
故填：加熱直至晶體質(zhì)量不再變化．
（3）因?yàn)榉磻?yīng)速率過快時(shí)容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等，因此制取氣體時(shí)反應(yīng)速度并不是越快越好，要根據(jù)實(shí)際情況而定．
故填：不是，這是因?yàn)榉磻?yīng)速率過快時(shí)容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等．
（4）步驟Ⅵ稱量，若晶體 FeSO₄•nH₂O 質(zhì)量為 m，反應(yīng)前后 C 裝置質(zhì)量減少了 m₁，說明結(jié)晶水的質(zhì)量是 m₁，D 裝置質(zhì)量增加了m₂，說明D裝置吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳的質(zhì)量和是m₂，因此此晶體中的結(jié)晶水的百分含量為：$\frac{m_{1}}{m}$×100%=$\frac{100m_{1}}{m}$%．
故填：$\frac{m_{1}}{m}$×100%=$\frac{100m_{1}}{m}$%．

點(diǎn)評 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)知識奠定基礎(chǔ)．