Question

【題目】工業鐵紅的主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4。為了測定鐵紅中鐵的質量分數，興趣小組的同學進行了如下實驗，請你參與過程分析。

（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

（問題討論）用下圖所示裝置進行實驗：

(1)實驗前應先檢查裝置的氣密性。

(2)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

(3)B裝置的作用是________。

(4)對D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用分別是：

①加熱前將裝置中的空氣排出，防止發生爆炸。

②停止加熱后_________。

(5)寫出D裝置中所發生反應的一個化學方程式____。

（數據分析與計算）

（資料2）鐵的常見氧化物中鐵的質量分數：

鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
鐵的質量分數	77.8％	70.0％	72.4％

(6)稱取鐵紅樣品10.0g，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mg。

②實驗前后稱得E裝置增重6.6g，則此鐵紅中鐵的質量分數是_____。

（實驗評價）

本實驗中如果缺少C裝置(不考慮其它因素)，則測得樣品中鐵的質量分數會____(填“偏小”、“不變”或“偏大”)。

Answer 1

【答案】c、a 檢驗二氧化碳是否已經完全除凈 驅趕裝置中滯留的二氧化碳；使其全部被E裝置中堿石灰吸收 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 76% 偏小

【解析】

（2）A在應該放氫氧化鈉溶液，除去一氧化碳中的二氧化碳，B中的氫氧化鈣溶液用來驗證一氧化碳中的二氧化碳是否除盡，C中應該放濃硫酸，除去一氧化碳中的水蒸氣．
故填：c、a．
（3）B裝置的作用是檢驗二氧化碳是否已經完全除凈．
故填：檢驗二氧化碳是否已經完全除凈．
（4）對D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用分別是：①加熱前排出玻璃管中的空氣，防止發生爆炸；
②停止加熱后驅趕裝置中滯留的二氧化碳，使其全部被E裝置中堿石灰吸收．
故填：驅趕裝置中滯留的二氧化碳；使其全部被E裝置中堿石灰吸收．

（5）D裝置中，高溫條件下氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．
故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．

（6）②E裝置增重6.6g，那么二氧化碳是6.6g，氧元素的質量=6.6g××100%=4.8g，
因為4.8g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4.8g÷2=2.4g，
則鐵紅中鐵的質量分數=×100%=76.0%；
[實驗評價]

本實驗中如果缺少C裝置，水蒸氣會進入E裝置，導致二氧化碳的質量偏大，從而導致氧元素的質量偏大，會導致鐵元素的質量偏小，從而導致鐵紅中鐵元素的質量分數偏小。

故填：偏小。