Question

为了测定某样品中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数（杂质不含铁元素，且不溶于水和酸），某兴趣小组的同学进行了如下的实验，请你参与过程分析．
【查阅资料】
1草酸（H₂C₂O₄）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为H₂C₂O₄

浓硫酸  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O
2碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气
【实验设计及操作】用如图所示装置进行实验：
【问题讨论】
（1）装药品前应先

 

，实验中观察到E中现象是：固体颜色

 

；
（2）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是

 

（填序号）．
①浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液 ②石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸
③氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸
（3）G的作用是

 

；E中反应的化学方程式是

 

；
（4）当E中固体完全反应后，先熄灭

 

灯（A、E）；
（5）实验装置有一明显缺陷是：

 

．
【数据处理】称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量F装置增重4.4g．则样品中氧化铁质量分数为

 

．
【实验反思】当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，则测得的样品中氧化铁的质量分数

 

（填“偏大”，“偏小”，“无影响”）．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,一氧化碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【问题讨论】
（1）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
氧化铁是红色的，和一氧化碳反应能生成黑色的铁粉和二氧化碳；
（2）氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥一氧化碳；
（3）G的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气干扰实验；
一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳；
 （4）当E中固体完全反应后，为了防止液体倒吸入A装置，应该先熄灭E处的酒精灯；
（5）一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境；
【数据处理】
F装置增重的部分即为生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可以计算氧化铁的质量，进一步可以计算样品中氧化铁的质量分数；
【实验反思】
当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，则反应生成的二氧化碳不能被F装置完全吸收．

解答：解：【问题讨论】
（1）装药品前应先检查装置气密性，实验中观察到E中现象是：固体颜色由红色变成黑色．
故填：检查装置气密性；由红色变成黑色．
（2）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸．
故填：③．
（3）G的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入F；E中反应的化学方程式是3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂．
故填：防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入F；3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂．
（4）当E中固体完全反应后，先熄灭E处的酒精灯．
故填：E．   
（5）实验装置明显缺陷是没有处理尾气．
故填：没有处理尾气．
【数据处理】
设氧化铁的质量为x，
3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂，
     160           132
      x            4.4g

160

x

=

132

4.4g

，
x=5.3g，
则样品中氧化铁质量分数为：

5.3g

8.0g

×100%=66.7%，
故填：66.7%．
【实验反思】
当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，会导致生成的二氧化碳不能被F装置完全吸收，则测得的样品中氧化铁的质量分数会偏小．
故填：偏小．

点评：合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．