题目内容
【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（H2C2O43H2O）在浓H2SO4作用下受热分解，化学方程式为：
H2C2O43H2O
CO2↑+CO↑+4H2O
（问题讨论）用如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_____。
（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% |
（5）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，则m的取值范围是_____。
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_____。（计算结果精确到0.1%）
（实验评价）
（6）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”）。
【答案】c、a 检验二氧化碳是否被A装置完全吸收 把反应生成的二氧化碳全部排入E装置中 7.0＜m＜7.78 76.0% 偏小
【解析】
（2）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则需要除去二氧化碳气体和水蒸气，氢氧化钠溶液能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，除去二氧化碳，浓硫酸能够吸收水蒸气；因此装置A中的试剂为氢氧化钠溶液，装置C中的试剂为浓硫酸；故填字母编号为c、a；
（3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，用B装置检验二氧化碳是否被A装置完全吸收；
（4）该实验的目的是为了测定铁红中铁的质量分数，结合相关装置、实验流程及反应原理可知，利用一氧化碳还原铁的氧化物，生成二氧化碳，通过碱石灰吸收产生的二氧化碳，根据二氧化碳的质量，可以计算铁红中氧元素的质量分数，从而计算出铁元素的质量分数，因此对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：加热前将装置中的空气排出，防止发生爆炸，停止加热后把反应生成的二氧化碳全部排入E装置中；
（5）根据表格中提供的数据可以进行计算：
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为mg，铁存在与三种氧化物中，最大值按FeO中铁元素的质量分数计算，最小值按Fe2O3中铁元素质量分数计算，m的取值范围是：10.0g×70.0%＜mg＜10.0g×77.8%，即7.0＜m＜7.78；故填7.0＜m＜7.78；
②实验前后称得E装置增重6.6g，说明反应生成了6.6g二氧化碳，6.6g二氧化碳中氧元素质量为：6.6g×
×100%＝4.8g，二氧化碳中的氧元素一半来自于铁的氧化物，因此铁红中氧元素质量为：4.8g÷2＝2.4g，则此铁红中铁的质量分数是：
×100%＝76.0%，注意计算结果精确到0.1%；故填：76.0%；
（6）本实验中如果缺少C装置，有水分进入E装置中，会导致测定的二氧化碳质量偏大，计算时氧元素质量偏大，从而导致测得样品中铁的质量分数会偏小；故填偏小。
