Question

工业生产中，多数金属的冶炼过程都是采用热还原法．为测定某三氧化钨粉末中三氧化钨的质量分数，春蕾化学课外活动小组的同学根据此原理，采用如图所示装置进行实验．

已知实验用三氧化钨样品的质量为13.0g．其中WO₃反应完全，化学方程式为：WO₃+3H₂

高温  .

W+3H₂O，而样品中的杂质不参加反应；C中吸收完全．该小组经过规范的实验操作后得到了两组数据，记录如下表

	实验前	实验后
B装置的总质量/g	45.5	43.1
C装置的总质量/g	100.5	103.3

（1）中反应的化学方程式为：

 

；
（2）任选一组数据，计算样品中 WO₃的质量分数（精确到0.1%），写出必要的计算过程，并对结果的可靠性进行评价．若不可靠，说明原因．

Answer 1

分析：（1）根据金属性活动顺序表可知，排在氢元素前的金属能把能氢置换出来．
（2）写出化学方程式并计算出WO₃的质量，然后计算出WO₃的质量分数．

解答：解：（1）根据金属性活动顺序表可知，排在氢前面的金属可以把氢置换出来，故答案为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）解法一：
根据化学方程式可知，反应前后B装置减少的质量等于样品中所含WO₃中氧元素的质量，氧元素的质量=45.5克-43.1克=2.4克．WO₃的相对分子质量=184+16×3═232，则WO₃中氧元素的质量分数=

16×3

232

×100%=20.69%．则WO₃的质量=2.4克÷20.69%=11.6克，所以样品中WO₃的质量分数=

11.6克

13.0克

×100%═89.2%．
解法二：反应前后C装置增加的质量为氯化钙吸收水的质量，则水的质量=103.3克-100.5克=2.8克，设WO₃的质量为X．
WO₃+3H₂

高温  .

W+3H₂O
232              54
X               2.8克

232

54

═

X

2.8克

得：X=12.0克
∴样品中氧化钨的质量分数=

12.0克

13.0克

×100%=92.3%．
解法二的结果不可靠，装置A内物质反应生成的氢气未经干燥直接进入B装置，水分最后被C装置中的氯化钙吸收；另外由于C直接与空气相连，可能吸收少量空气中的水分，这两种情况都会导致C装置的质量增重．
答：样品中 WO₃的质量分数为89.2%．

点评：掌握化学方程式的计算格式和规范性，本题的难点是（2），学会分析引起误差的原因．