Question

【題目】（10分）為了測定某樣品中氧化鐵（Fe2O3）的質量分數（雜質不含鐵元素，且不溶于水和酸），化學興趣小組的同學進行了如下的實驗。

【查閱資料】

1．草酸（H2C2O4）在濃硫酸作用下受熱分解，化學方程式為：

H2C2O4 CO2↑+CO↑+H2O

2．堿石灰能吸收二氧化碳和水蒸氣

【實驗設計及操作】用下圖所示裝置進行實驗：

【問題討論】

（1）裝藥品前應先，實驗中觀察到E中現象是：固體顏色 ；

（2）進入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中依次是（填序號）。

① 濃硫酸、石灰水、氫氧化鈉溶液

② 石灰水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸

③ 氫氧化鈉溶液、石灰水、濃硫酸

（3）G的作用是 ；E中反應的化學方程式是 ；

（4）當E中固體完全反應后， 處應先停止加熱（填序號A或E）；

（5）上述實驗裝置的一處明顯缺陷是： 。

【數據處理】

稱取樣品8.0g，用上述裝置進行實驗，充分反應后稱量F裝置增重4.4g。則樣品中氧

化鐵質量分數為 。

【實驗反思】

當觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，則測得的樣品中氧化鐵的質量分數

（填“偏大”，“偏小”，“無影響”）。

Answer 1

【答案】【問題討論】（1）檢查裝置的氣密性 由紅色變為黑色

（2）③ （3）隔離空氣中的二氧化碳和水蒸氣 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（4）E （5）未進行尾氣處理

【數據處理】66.7% 【數據處理】偏小

【解析】

試題分析：【問題討論】（1）有氣體參加、生成的反應，為了防止漏氣，裝藥品前應先檢查裝置的氣密性，實驗中E中發生的反應方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，觀察到現象是：固體顏色由紅色變為黑色

（2）干燥氣體應放在最后一步，氫氧化鈉溶液是吸收二氧化碳，而石灰水是檢驗二氧化碳，所以進入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中依次是氫氧化鈉溶液、石灰水、濃硫酸，選③

（3）G的作用是：隔離空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入到裝置F中，從而使二氧化碳質量偏大，E中反應的化學方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（4）當E中固體完全反應后，還要繼續通入一氧化碳，防止灼熱的鐵又與空氣中的氧氣反應，使實驗失敗，且裝置E中產生的二氧化碳還有部分沒有進入到裝置F中，所以E處應先停止加熱

（5）因為一氧化碳有毒，所以上述實驗裝置的一處明顯缺陷是：未進行尾氣處理

【數據處理】充分反應后稱量F裝置增重4.4g，即反應生成的二氧化碳質量為4.4g，再根據反應方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中Fe2O3與CO2的質量關系，即可求出Fe2O3的質量，進而計算樣品中氧化鐵質量分數

解：設Fe2O3的質量為x

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 132

x 4.4g

160：132=x：4.4g

X=5.33g

∴樣品中氧化鐵質量分數=5.33g/8.0g×100%=66.7%

【數據處理】當觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，裝置E中產生的二氧化碳還有部分沒有進入到裝置F中，使二氧化碳的質量偏小，則測得的樣品中氧化鐵的質量分數也偏小