Question

【题目】工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4。为了测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学进行了如下实验，请你参与过程分析。

（资料1）草酸晶体(H2C2O4·3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解，化学方程式为H2C2O4·3H2OCO2↑+CO↑+4H2O

（问题讨论）用下图所示装置进行实验：

(1)实验前应先检查装置的气密性。

(2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是_____(填字母编号)。

a 浓硫酸 b 澄清的石灰水 c 氢氧化钠溶液

(3)B装置的作用是________。

(4)对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其作用分别是：

①加热前将装置中的空气排出，防止发生爆炸。

②停止加热后_________。

(5)写出D装置中所发生反应的一个化学方程式____。

（数据分析与计算）

（资料2）铁的常见氧化物中铁的质量分数：

铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
铁的质量分数	77.8％	70.0％	72.4％

(6)称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。

①D中充分反应后得到Fe粉的质量为mg。

②实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是_____。

（实验评价）

本实验中如果缺少C装置(不考虑其它因素)，则测得样品中铁的质量分数会____(填“偏小”、“不变”或“偏大”)。

Answer 1

【答案】c、a 检验二氧化碳是否已经完全除净 驱赶装置中滞留的二氧化碳；使其全部被E装置中碱石灰吸收 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 76% 偏小

【解析】

（2）A在应该放氢氧化钠溶液，除去一氧化碳中的二氧化碳，B中的氢氧化钙溶液用来验证一氧化碳中的二氧化碳是否除尽，C中应该放浓硫酸，除去一氧化碳中的水蒸气．
故填：c、a．
（3）B装置的作用是检验二氧化碳是否已经完全除净．
故填：检验二氧化碳是否已经完全除净．
（4）对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其作用分别是：①加热前排出玻璃管中的空气，防止发生爆炸；
②停止加热后驱赶装置中滞留的二氧化碳，使其全部被E装置中碱石灰吸收．
故填：驱赶装置中滞留的二氧化碳；使其全部被E装置中碱石灰吸收．

（5）D装置中，高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．
故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．

（6）②E装置增重6.6g，那么二氧化碳是6.6g，氧元素的质量=6.6g××100%=4.8g，
因为4.8g氧元素的质量一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，那么铁红中氧元素的质量是4.8g÷2=2.4g，
则铁红中铁的质量分数=×100%=76.0%；
[实验评价]

本实验中如果缺少C装置，水蒸气会进入E装置，导致二氧化碳的质量偏大，从而导致氧元素的质量偏大，会导致铁元素的质量偏小，从而导致铁红中铁元素的质量分数偏小。

故填：偏小。