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（H2C2O43H2O）在濃H2SO4作用下受熱分解，化學方程式為：
H2C2O43H2O CO2↑+CO↑+4H2O
（1）下列可用作草酸分解制取氣體的裝置是（填字母編號）．
（2）【問題討論】用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 ．
（5）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 ． ②停止加熱后 ．
（6）寫出D裝置中所發生反應的一個化學方程式 ．
（7）【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%

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m g，則＜m＜ ．
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】
反思1：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”）．
反思2：請指出【問題討論】中實驗裝置的一個明顯缺陷 ．

Answer 1

【答案】
（1）d
（2）檢查裝置氣密性
（3）c；a
（4）檢驗二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收
（5）排出裝置中的空氣，避免發生安全事故；使反應生成的二氧化碳全部被堿石灰吸收
（6）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ， 或FeO+CO Fe+CO2 ， 或Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
（7）14.0；15.56；76%；偏小；沒有處理尾氣
【解析】解：（1）草酸分解需要濃硫酸參加，并且需要加熱，應該用d裝置作為發生裝置． 故填：d．（2）實驗前應先檢查裝置氣密性．
故填：檢查裝置氣密性．（3）進入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑依次是氫氧化鈉溶液、濃硫酸，分別用來吸收二氧化碳和水蒸氣．
故填：c；a．（4）B裝置的作用是檢驗二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收．
故填：檢驗二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收．（5）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：排出裝置中的空氣，避免發生安全事故，使反應生成的二氧化碳全部被堿石灰吸收．
故填：排出裝置中的空氣，避免發生安全事故；使反應生成的二氧化碳全部被堿石灰吸收．（6）高溫條件下，一氧化碳和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，和氧化亞鐵反應生成鐵和二氧化碳，和四氧化三鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ， FeO+CO Fe+CO2 ， Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 ．
故填：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ， 或FeO+CO Fe+CO2 ， 或Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 ． （7）①鐵粉質量最大為：10.0g×77.8%=7.78g，最小為：10.0g×70.0%=7.0g，因此D中充分反應后得到Fe粉的質量為mg時，則7.0＜m＜7.78．
故填：7.0；7.78．②實驗前后稱得E裝置增重6.6g，說明反應生成了6.6g二氧化碳，6.6g二氧化碳最大氧元素一半來自于鐵紅，鐵紅中的氧元素質量為：6.6g× ×100%÷2=2.4g，
則此鐵紅中鐵的質量分數是： ×100%=76%，
故填：76%．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解一氧化碳還原氧化鐵的相關知識，掌握原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來，以及對書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的理解，了解注意：a、配平 b、條件 c、箭號．