Question

【題目】請你參與興趣小組的探究活動。

【提出問題】鐵紅中鐵的質量分數是多少？（已知：工業鐵紅的主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4。）

【查閱資料】

①草酸晶體（H2C2O4·3H2O）在濃H2SO4作用下受熱分解，化學方程式為：

H2C2O4·3H2OCO2↑+ CO↑+ 4H2O

②濃H2SO4是液體，能有效吸收水分。

③堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物。

④一般來說，氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的效果比氫氧化鈣溶液好。

⑤鐵的常見氧化物中鐵的質量分數：

【實驗與討論】

（1）下列不能用作草酸分解制取氣體的裝置是 （填字母編號）。

（2）用下圖所示裝置進行實驗，實驗前應先 。

（3）進入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑依次是 、 （填字母編號）。

a．濃硫酸 b．澄清的石灰水 c．氫氧化鈉溶液

（4）B裝置的作用是 ，發生的化學方程式是

（5）寫出D裝置中含量最多的固體物質所發生反應的化學方程式 。

【數據分析與計算】

稱取鐵紅樣品20.0 g，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵的質量分數。

①D中充分反應后得到Fe粉的質量為m g，則 ＜ m ＜ 。

② 實驗前后稱得E裝置增重13.2g，則此鐵紅中鐵的質量分數是 。

【實驗評價】

請指出圖21-2中實驗裝置的一個明顯缺陷 。

Answer 1

【答案】（1）a b c（2）檢查裝置的氣密性

（3）c 、a（4）驗證CO2已除盡

（5）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

【數據分析與計算】①14.0 15.6 ②76.0%（76%）

【實驗評價】缺少尾氣處理裝置或未檢驗水是否除盡。

【解析】

試題分析：不能用作草酸分解制取氣體的裝置是ａ，因為反應物是液體，ｂｃ不能的原因是，該反應需要加熱，用下圖所示裝置進行實驗，實驗前應先檢查裝置的氣密性，防止氣體逸出；進入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑依次是氫氧化鈉溶液、濃硫酸，先將二氧化碳除掉，再除掉水分，如果顛倒會使得物質的除的不徹底；B裝置的作用是驗證CO2已除盡，發生的化學方程式是Ca（OH）2+CO2===H2O+CaCO3↓；D裝置中含量最多的固體物質所發生反應的化學方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。稱取鐵紅樣品20.0 g，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵的質量分數。D中充分反應后得到Fe粉的質量為m g，則14.0克＜ m ＜15.6克，因為最低的含鐵質量分數為70%，而最大為77.8%；實驗前后稱得E裝置增重13.2g，增重的原因是生成的二氧化碳被吸收了，E裝置增重13.2g，那么二氧化碳是13.2g，氧元素的質量=13.2g×=9.6g，因為9.6g氧元素的質量一半來自于一氧化碳，一半來自于鐵的氧化物，那么鐵紅中氧元素的質量是9.6g÷2=4.8g，則鐵紅中鐵的質量分數=（20克-4.8克）／20克×100%=76.0%