Question

5．達州某中學的化學興趣小組的同學利用如圖所示裝置測定Fe₂O₃樣品中Fe₂O₃質量分數，（樣品中雜質不反應），回答下列問題．

（1）實驗開始時，擠壓氣球并持續一段時間，其目的是除去裝置中的空氣，防止加熱時發生爆炸
（2）裝置A的作用是干燥氫氣，裝置C中的現象是白色粉末逐漸變藍
（3）反應前準確稱得樣品Fe₂O₃質量為5g，完全反應后裝置C質量增加了1.35g，則樣品中Fe₂O₃的質量分數為80%
（4）若省去D裝置，則實驗測得的樣品中Fe₂O₃質量分數會偏大（填“偏大”或“偏小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）氫氣具有可燃性，為防止爆炸，加熱前應該先同氫氣．排凈試管內的空氣；
（2）裝置A中是濃硫酸作用是干燥氣體，C中的無水硫酸銅檢驗水的生成；
（3）C中增加的質量是生成水的質量，由此可求出氧元素質量，進而求得Fe₂O₃的質量及質量分數．
（4）若省去D裝置，C中質量會增大，所得結果變大．

解答 解：（1）因為氫氣具有可燃性，裝置內有空氣時會發生爆炸．故答案為：除去裝置中的空氣，防止加熱時發生爆炸；
（2）濃硫酸具有吸水性，A裝置盛的是濃硫酸，作用是干燥氫氣；氫氣與氧化鐵反應會生成水，無水硫酸銅遇水變藍，故答案為：干燥氫氣；白色粉末逐漸變藍．
（3）因為C中增加的質量是生成水的質量1.35g，其中氧元素的質量是1.35g×$\frac{16}{18}×100%$=1.2g，Fe₂O₃的質量1.2g÷$\frac{48}{160}×100%$=4g，則樣品中Fe₂O₃的質量分數為$\frac{4g}{5g}$×100%=80%，故答案為：80%；
（4）如果沒有D裝置，空氣中的水蒸氣會進入U形管，被無水硫酸銅所吸收，導致水的質量增大，結果使求得的樣品中Fe₂O₃的質量分數比實際的偏大，故答案為：偏大．

點評 該題通過一氧化碳還原氧化鐵的實驗考查樣品中氧化鐵的質量分數、操作步驟及誤差分析，屬于綜合探究題．