問題詳情:
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*晶體(H2C2O4•3H2O)在濃H2SO4作用下受熱分解,化學方程式為:
H2C2O4•3H2O CO2↑+CO↑+4H2O
(1)圖1可用作草*分解制取氣體的裝置是 (填字母編號).
【問題討論】用圖2所示裝置進行實驗:
(2)實驗前應先 .
(3)進入D中的氣體是純淨、乾燥的CO,則A、C中的試劑依次是 (填字母編號)
a.濃硫* b.澄清的石灰水 c.*氧化*溶液
(4)B裝置的作用是 .
(5)對D裝置加熱前和停止加熱後,都要通入過量的CO,其作用分別是:
①加熱前. ②停止加熱後.
(6)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 |
(7)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中充分反應後得到Fe粉的質量為mg,則 <m< .
②實驗前後稱得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. .
【回答】
【考點】實驗探究物質的組成成分以及含量;常見氣體的檢驗與除雜方法;一氧化碳的化學*質;書寫化學方程式、.
【分析】(1)草*晶體(H2C2O4•3H2O)在濃硫*作用下受熱分解,因此選用d裝置;
(2)凡是有氣體參加或產生的實驗,實驗前一定要檢查裝置的氣密*,以防裝置漏氣影響實驗結果;
(3)*氧化*溶液能夠吸收二氧化碳氣體;
濃硫*具有吸水*,可以用來乾燥二氧化碳、一氧化碳、*氣、氧氣等氣體;
(4)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁;
(5)一氧化碳具有可燃*,與空氣或氧氣混合達到一定程度時,遇明火會發生*;
(6)氧化鐵在高温條件下能和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳;
(7)根據提供的數據可以進行相關方面的計算;
【解答】解:(1)草*晶體(H2C2O4•3H2O)在濃硫*作用下受熱分解,因此選用d裝置,故*為:d;
(2)實驗前應先檢查裝置的氣密*.故填:檢查裝置氣密*.
(3)A在應該放*氧化*溶液,除去一氧化碳中的二氧化碳,B中的*氧化鈣溶液用來驗*一氧化碳中的二氧化碳是否除盡,C中應該放濃硫*,除去一氧化碳中的水蒸氣.故填:c;a.
(4)B裝置的作用是檢驗一氧化碳中是否含有二氧化碳.故填:檢驗一氧化碳中是否含有二氧化碳.
(5)對D裝置加熱前和停止加熱後,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*;
②停止加熱後驅趕裝置中滯留的二氧化碳,使其全部被E裝置中鹼石灰吸收.
故填:排出玻璃管中的空氣,防止發生*;驅趕裝置中滯留的二氧化碳;使其全部被E裝置中鹼石灰吸收.
(6)D裝置中,高温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.
(7)如果全部是氧化鐵,鐵的最少量是10g×70%=7.0g;
如果全部是氧化亞鐵,鐵的最大量是10g×78%=7.8g;
E裝置增重6.6g,那麼二氧化碳是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於一氧化碳,一半來自於鐵的氧化物,那麼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;
【問題討論】中實驗裝置的一個明顯缺陷是沒有處理一氧化碳,一氧化碳進入空氣中會污染環境;
故填:7.0;7.8;76.0%;偏小;缺少尾氣處理裝置.
知識點:金屬及金屬材料單元測試
題型:實驗題