Question

【題目】（10分）某課外活動小組的同學用下圖所示裝置，對氧化鐵粉末(含少量鐵粉)樣品進行實驗。圖中鐵架臺等裝置已略去。請回答有關問題：

（1）實驗目的：測定 。

（2）課外活動小組的同學在實驗操作時，應注意加熱前先通一會兒氫氣，目的是 ，反應完后，還要繼續(xù)通氫氣到試管冷卻，是為了 。

（3）實驗現(xiàn)象和有關化學方程式如下表（H2的化學性質與CO相似）：請完成表格。

實驗現(xiàn)象	化學方程式
A中反應產生大量氣泡；	A中：Zn+ H2SO4= ZnSO4+H2↑。
B中 粉末逐漸變黑色；	B中： 。

（4）實驗數(shù)據(jù)記錄和處理：經(jīng)過規(guī)范的操作和正確的稱量，得到如下兩組數(shù)據(jù)(B中反應完全，C中吸收完全)：

	反應前	氧化鐵完全反應后
①組	B：玻璃管的質量32.4克 氧化鐵樣品的質量10.0克	B：玻璃管和管內固體物質的質量40.0克
②組	C：干燥管和生石灰質量40．O克	C：干燥管和管內固體物質的質量43.0克

通過計算，同學們發(fā)現(xiàn)，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質量分數(shù)不同。你覺得應該選擇 組數(shù)據(jù)。樣品中氧化鐵的質量分數(shù)是_______。

（5）問題和討論：

經(jīng)過討論，同學們對裝置進行了改進，在 （填2個裝置代號）之間增加了一個如圖所示的D裝置，再次實驗后，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質量分數(shù)基本相同。圖D裝置里的液體是 。

Answer 1

【答案】（1）測定氧化鐵粉末樣品中氧化鐵的質量分數(shù)

（2）排盡空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸， 為了防止空氣進入使鐵重新被氧化

（3）紅棕色 3H2 + Fe2O3 高溫 2Fe + 3 H2O

（4）① 80%

（5）A、B 濃H2SO4

【解析】

試題分析：（1）實驗目的：測定測定氧化鐵粉末樣品中氧化鐵的質量分數(shù)

（2）由于氫氣具有可燃性，當氫氣不純時，遇到明火或高溫可能發(fā)生爆炸，故在實驗操作時，應注意加熱前先通一會兒氫氣，目的是排盡空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸，反應完后，還要繼續(xù)通氫氣到試管冷卻，是為了：為了防止空氣進入使鐵重新被氧化

（3）裝置A中生成的氫氣具有還原性，能與氧化鐵反應，故B中的實驗現(xiàn)象時：紅棕色粉末逐漸變黑色，發(fā)生反應的化學方程式：3H2 + Fe2O3 高溫 2Fe + 3 H2O

（4）用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質量分數(shù)不同，原因是裝置C中的生石灰不僅會吸收裝置B中生成的水，還會吸收原氫氣中水分，這樣會使水的質量偏大，從而計算出來的氧化鐵的質量分數(shù)也偏大，故應該選擇①組數(shù)據(jù)來計算，根據(jù)化學反應：3H2 + Fe2O3 高溫 2Fe + 3 H2O，反應前后的質量差即為Fe2O3中的氧元素的質量，即=32.4g+10g-40g=2.4g,再根據(jù)元素質量=物質的質量×元素的質量分數(shù)，故可設氧化鐵的質量為x，列式為：2.4g=x×48/160×100%，x=8g，故樣品中氧化鐵的質量分數(shù)=8g/10g×100%=80%

（5）故應對裝置進行了改進，在A、B之間增加了一個如圖所示的D裝置（將氫氣進行干燥），再次實驗后，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質量分數(shù)基本相同，圖D裝置里的液體是 濃H2SO4