Question

【題目】某化學興趣小組的同學為了測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數。

Ⅰ．甲同學取一定質量的赤鐵礦粉與過量的木炭粉混合后，用如圖所示裝置以合理的操作步驟測定（假設雜質始終不發生變化）。

（1）實驗中持續通入干燥的氮氣。加熱前就緩緩通入氮氣一段時間，其作用是_____。

（2）停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸？為什么？_____。

（3）如果氫氧化鈉溶液對二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學用氫氧化鈉溶液的質量變化測定出氧化鐵的質量分數將_____（選填“偏大”、“偏小”或“準 確”），原因是_____。

Ⅱ．乙同學取礦石樣品10g，加入足量稀鹽酸，完全反應后，共用去稀鹽酸109.5g，過濾得到濾渣2g（假設雜質既不溶于水也不與酸發生反應）。請你和乙同學一起計算赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數和反應后溶液中溶質的質量分數____。（請寫出計算過程）

Answer 1

【答案】將裝置內的空氣排盡 不需要斷開，還需要繼續通入氮氣 偏小 氫氧化鈉增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏小 80%、13.8%

【解析】

Ⅰ．（1）由題意實驗的目的可知，由于裝置內空氣中的氧氣能與碳反應生成二氧化碳，影響實驗測定的準確性。所以，通入氮氣的作用是：將裝置內的空氣排盡。

（2）反應結束后，微粒防止還原出的鐵重新被氧化，還需要繼續通入氮氣。

（3）由于在高溫條件下，碳與氧化鐵也會生成一氧化碳，如果氫氧化鈉溶液是足量的，對二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學用氫氧化鈉溶液的增重測定出氧化鐵的質量分數將偏小，其理由：使氫氧化鈉增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏小；

故答案為：（1）將裝置內的空氣排盡；（2）不需要斷開，還需要繼續通入氮氣；（3）偏小，氫氧化鈉增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏小；

Ⅱ．鐵礦石的質量分數

設和8g Fe2O3反應生成FeCl3質量為x。

溶液中FeCl3的質量分數

答：赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數和反應后溶液中氯化鐵的質量分數分別是80%、13.8%