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样品于一烧杯中，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：如图，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的目的为了推测出“脱氧剂”含有_____（填物质的化学式），其质量为______。

（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（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）的干燥管，他这样做的目的是____________________。

（4）步骤4中滤渣是________（填化学式），如果没有经过洗涤，则称得的质量 _________1.20g（填“＞”、“＜”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，计算样品中Fe₂O₃的质量分数。

Answer 1

【交流讨论】

（1）样品中有单质铁存在

（2）NaCl  2.72g

（3）锥形瓶   吸收水蒸气，减少对H₂质量测定产生误差     

（4）C     >

【请你参与】

（1）略

（2）16%