Question

某同學為測定10g某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數，利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，設計了下圖所示的裝置，進行有關的實驗探究（提示：3H₂+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3H₂O；雜質不參加反應，假定每步均完全反應或吸收）．
請回答有關問題：
得到如下數據：

裝置	B	C
反應前質量	84.3g	294.1g
反應后質量	81.9g	296.8g

（1）請計算該赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質量分數．（寫出計算過程）

 

（2）該實驗還可測定組成水中各元素之間的質量關系，請用表中實驗數據列式表示出水中氫、氧元素的質量比為

 

（只列式，不計算）；若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應，則求得水中氫、氧元素的質量比會

 

（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量

專題：科學探究

分析：（1）根據反應生成水的質量，可以計算氧化鐵的質量，進一步可以計算該赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質量分數；
玻璃管中反應前后物質的質量差即為氧化鐵中氧元素的質量，根據氧元素的質量可以計算氧化鐵的質量，進一步可以計算該赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質量分數；
（2）反應生成水的質量和氧化鐵中氧元素的質量差即為水中氫元素的質量；
無論玻璃管中的氧化鐵是否完全反應，都不影響水中氫元素和氧元素的質量比．

解答：解：（1）解法一：解：設樣品中氧化鐵的質量為x，
生成水的質量為296.8g-294.1g=2.7g，
3H₂+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3H₂O，
    160            54
     x             2.7g

160

54

=

x

2.7g

，
x=8g，
赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質量分數為：

8g

10g

×100%=80%，
故填：80%；
解法二：解：氧化鐵中氧元素的質量為84.3g-81.9g=2.4g，
氧化鐵中氧元素的質量分數為

48

160

×100%=30%，
氧化鐵的質量為：2.4g÷30%=8g，
赤鐵礦石樣品中氧化鐵的質量分數為：

8g

10g

×100%=80%，
故填：80%；
（2）水中氫、氧元素的質量比為：[（296.8g-294.1g）-（84.3g-81.9g）]：（84.3g-81.9g）；
無論玻璃管中的氧化鐵是否完全反應，都不影響水中氫元素和氧元素的質量比，因此若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應，則求得水中氫、氧元素的質量比不變．
故填：[（296.8g-294.1g）-（84.3g-81.9g）]：（84.3g-81.9g）；不變．

點評：本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規范性和準確性．