Question

已知木炭粉和Fe₂O₃ 反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe₂O₃+3C

高溫  .

 4Fe+3CO₂↑．某同學(xué)設(shè)計一個實驗，證明氧化鐵中含有氧元素，并測定氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗裝置如圖．
（1）實驗中，盛放澄清石灰水的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是

 

，原因是

 

；
（2）實驗中通入的氣體是純凈干燥的N₂，寫出不用空氣的主要理由

 

，實驗也不能用潮濕的氮氣，原因是

 

．
（3）如用Mg氧化鐵與木炭粉的混合物反應(yīng)，測得澄清石灰水增重Ng，則氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

；若實驗中通入的氮氣中混有少量空氣，那么實驗測得氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的結(jié)果

 

（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

考點：碳的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：碳單質(zhì)與含碳化合物的性質(zhì)與用途

分析：（1）欲正確解答本題，須知二氧化碳和石灰水反應(yīng)的情況，以及生成物的性質(zhì)；
（2）本題需從實驗的要求和注意事項方面考慮；
（3）石灰水增加的質(zhì)量即為生成的CO₂的質(zhì)量，由方程式3C+2Fe₂O₃

高溫  .

4Fe+3CO₂↑可知，氧化鐵中氧元素的質(zhì)量即為生成的CO₂中氧元素的質(zhì)量，根據(jù)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算即可．

解答：解：（1）因為木炭粉和氧化鐵反應(yīng)后生成的二氧化碳?xì)怏w通入澄清石灰水的燒杯中，和石灰水發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀，所以可以觀察到澄清的石灰水變渾濁．
（2）因為空氣中含有二氧化碳和氧氣，可能使反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量增加而導(dǎo)致實驗結(jié)果不準(zhǔn)確．
實驗中也不能用潮濕的氮氣的原因是：用潮濕的氮氣會使熱的試管炸裂，同時在高溫下水也能和碳反應(yīng)，導(dǎo)致木炭不僅和氧化鐵反應(yīng)，還和水反應(yīng)，會導(dǎo)致測定的氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
（3）石灰水增加的質(zhì)量即為生成的CO₂的質(zhì)量，由方程式3C+2Fe₂O₃

高溫  .

4Fe+3CO₂↑可知，氧化鐵中氧元素的質(zhì)量即為生成的CO₂中氧元素的質(zhì)量，CO₂中氧元素的質(zhì)量為Ng×

32

12+16×2

×100%=

8N

11

g，故氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8N 11 g

Mg

×100%×100%=

800N

11M

%．空氣中含有二氧化碳和氧氣，可能使反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量增加，會使得二氧化碳的質(zhì)量增加，所以實驗測得氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的結(jié)果偏大．
故答案為：（1）澄清石灰水變渾濁；反應(yīng)生成了大量的二氧化碳；
（2）①混有氧氣．若碰到可燃性氣體會發(fā)生爆炸，有危險；②空氣中含有很多含氧元素的物質(zhì)，這樣會干擾對氧化鐵中氧元素含量的判斷；影響氧化鐵中氧元素含量的測定；
（3）

800N

11M

%；偏大．

點評：本題主要考查學(xué)生對實驗操作的要求和注意事項的掌握情況以及運用元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進行計算的能力．