Question

9．工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe₂O₃，還含有少量的FeO、Fe₃O₄．為了測定鐵紅中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某興
趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，用如下裝置進(jìn)行探究，整套裝置氣密性良好，反應(yīng)所需試劑均足量．

【資料】I．草酸晶體（H₂C₂O₄•3H₂O）在濃硫酸作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄•3H₂O$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{加熱}$CO₂↑+CO↑+4H₂O；
II．堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物．
請回答下列問題：
（1）裝置A中裝有氫氧化鈉溶液，裝置C的主要作用是吸收水蒸氣；
（2）裝置B的主要作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收；
（3）寫出裝置D中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）稱取鐵紅樣品mg，用上述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若反應(yīng)前后E裝置質(zhì)量增重了ng，則此時(shí)鐵紅樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1100m-400n}{11m}$%；本實(shí)驗(yàn)中如果缺少C裝置（不考慮其它因素），則測得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏�。ㄌ睢捌�小”、“不變”或“偏大”）．
（5）本實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷是沒有處理尾氣．

Answer 1

分析 （1）裝置A中裝有氫氧化鈉溶液，用來除去混合氣體中的二氧化碳；
裝置C的主要作用是吸收水蒸氣；
（2）裝置B的主要作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收；
（3）裝置D中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)是：高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；
（4）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；
（5）一氧化碳有毒，擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境．

解答 解：（1）裝置A中裝有氫氧化鈉溶液，裝置C的主要作用是吸收水蒸氣．
故填：氫氧化鈉溶液；吸收水蒸氣．
（2）裝置B的主要作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收．
故填：檢驗(yàn)二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收．
（3）裝置D中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)是：高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)性方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵和一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，F(xiàn)eO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+CO₂，F(xiàn)e₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，
由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，反應(yīng)生成的二氧化碳中，氧元素一半來自于鐵的氧化物，因此鐵紅樣品中氧元素質(zhì)量為：ng×$\frac{32}{44}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{4}{11}$ng，
鐵紅樣品中鐵元素質(zhì)量為：mg-$\frac{4}{11}$ng=$\frac{11m-4n}{11}$g，
則此時(shí)鐵紅樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：（$\frac{11m-4n}{11}$g÷mg）×100%=$\frac{1100m-400n}{11m}$%，
本實(shí)驗(yàn)中如果缺少C裝置，會(huì)導(dǎo)致測定的二氧化碳質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致測得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小．
故填：$\frac{1100m-400n}{11m}$%；偏小．
（5）本實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷是沒有處理尾氣．
故填：沒有處理尾氣．

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(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)．