Question

3．某化學興趣小組的同學對一份固體樣品進行了探究．通過實驗已確定該樣品由氧化鐵和鐵粉混合而成．他們稱取了13.6g固體樣品，用圖1所示的裝置繼續實驗，測定的部分數據如圖2所示．

請回答問題并計算：
（1）實驗加熱前持續通入干燥的CO一段時間，其作用是排盡空氣，防止發生爆炸
（2）固體樣品中氧化鐵的質量是8克．
（3）在上述反應后的固體中加入100g稀鹽酸，恰好完全反應，求反應后所得溶液中溶質的質量分數．（結果精確到0.1%）
反思：如果氫氧化鈣溶液對二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學用氫氧化鈣溶液的質最變化測定出氧化鐵的質量分數將偏小（選填“偏大”、“偏小”或“準確”），原因是氫氧化鈣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．

Answer 1

分析 （1）根據一氧化碳屬于可燃性氣體，不純容易發生爆炸；
（2）根據反應前后固體質量減少的部分是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，從而進一步求出樣品中氧化鐵的質量分數進行解答；
（3）由于反應后所得的溶液中的溶質是氯化亞鐵，根據化學方程式進行計算；
反思：根據反應會生成一氧化碳和氣體帶走一部分水蒸氣造成氫氧化鈉溶液質量的減少分析．

解答 解：（1）一氧化碳屬于可燃性氣體，不純容易發生爆炸，所以反應前先通CO的目的排盡空氣，防止發生爆炸；故填：排盡空氣，防止發生爆炸；
（2）設固體樣品中氧化鐵的質量為w．
氧化鐵中氧元素的質量為：13.6g-11.2g=2.4g
則有：w×$\frac{48}{160}$×100%=2.4g
w=8g
答：固體樣品中氧化鐵的質量是8g．
故填：8；
（3）設生成的FeCl₂和H₂質量分別為x、y，則
 Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
 56       127   2
11.2g      x    y
$\frac{56}{11.2g}=\frac{127}{x}$
x=25.4g
$\frac{56}{11.2g}=\frac{2}{y}$
y=0.4g
由于反應后所得的溶液中的溶質是氯化亞鐵，故氯化亞鐵的質量分數為：
$\frac{25.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=22.9%．
答：反應后所得溶液中溶質的質量分數為22.9%；
反思：由于在高溫條件下，碳與氧化鐵也會生成一氧化碳，如果氫氧化鈣溶液是足量的，對二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學用氫氧化鈣溶液的增重測定出氧化鐵的質量分數將偏小，其理由：使氫氧化鈣增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏��；故填：偏小；氫氧化鈣增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏�。�

點評 本題對一氧化碳還原氧化鐵進行了綜合的考查，既包括方程式、實驗步驟、裝置等知識的考查，又考查了相關計算，有一定的難度．