Question

一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇，他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠，打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末．

【资料获悉】铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化，从而达到除氧保鲜的目的．

【教师指导】铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe₂O₃（其他产物忽略不计）．

【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效（即单质铁是否已经完全被氧化），并测定各成分的质量分数，设计了以下探究实验．

【实验探究】

步骤1：小刚用磁铁接近样品，发现磁铁吸引了部分黑色固体．

步骤2：称取10.00g样品与一烧杯中，加足量水充分搅拌溶解后，过滤，将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为7.28g．

步骤3：按如下装置，将得到的7.28g固体与足量稀硫酸反应，用电子秤称得反应前后总质量差为0.15g．

步骤4：将锥形瓶中反应后的液体过滤，并将滤渣洗涤、干燥后，称得其质量为1.20g．

【交流讨论】

（1）由步骤1得出的结论是　                      　．

（2）步骤2目的是　                      　，检验该滤液中溶质的方法是　                                                                  　．

（3）步骤3中仪器A的名称为　      　．

小明认为0.15g差值即为H₂的质量，并由此计算出样品中单质铁的质量为4.20g．

小华提出在装置的a导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管，他这样做的理由是　                                                         　．

（4）如果步骤4中滤渣没有经过洗涤，则称得的质量　  　1.20g（填“＞”或“=”或“＜”）

【教师指导】样品在稀硫酸中除了Fe、Fe₂O₃分别能与稀硫酸反应外，还存在反应：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄．因此，小明用产生H₂的质量计算样品中铁的质量不合理．实际上，样品中单质铁的质量应该是与酸反应消耗的铁和与Fe₂（SO₄）₃反应消耗铁的质量总和．

【学生实验】小红将步骤3的装置进行了改进，重新称取10.00g样品进行实验，并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为0.14g．

【数据处理】由于反应过程较复杂，小组同学在老师的帮助下，推算出与Fe₂（SO₄）₃反应消耗铁的质量为0.56g．

【请你参与】

（1）写出Fe₂O₃与稀硫酸反应的化学方程式．

（2）请根据以上数据，计算该样品中各成分的质量分数．

Answer 1

【交流讨论】（1）样品中含有单质的铁；（2）溶解样品中氯化钠，取少量滤液于试管中，滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀，说明溶质为氯化钠；（3）分液漏斗，减少对氢气质量的测定产生的误差；（4）＞；

【请你参与】（1）Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂ （SO₄） ₃+3H₂O；（2）氯化钠的质量分数为27.2%，活性炭的质量分数为12%，铁的质量分数为44.8%，氧化铁的质量分数为16%．