题目内容
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】①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。铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3(其他产物忽略不计)。
② Fe2O3+3H2SO4="=" Fe2(SO4)3+3H2O ;Fe + Fe2(SO4)3= 3FeSO4。
③“碱石灰的干燥管”可以用来干燥氧气、氢气等气体。
【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效,并测定10.00g样品各成分的质量,设计了以下探究实验。
【实验探究】(假设所有操作没有损失)
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8.32g。
步骤3:按如右装置,将得到的8.32g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0.11g。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241056486756178.png)
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。
步骤5:分析测算步骤4中所得滤液得知:滤液中溶质是硫酸和硫酸亚铁 ,且最后分离出16.72g硫酸亚铁。
【交流讨论】
(1)由步骤1得出的结论是 。
(2)步骤2目的是 。
(3)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“<”)
(4)小刚认为0.11g差值即为H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为3.08g。
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 (5)小华还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理。其理由是: 。
【学生实验】小华将步骤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。
(6)请根据以上数据,计算10g该样品中各成分的质量。(只写出结果)
【资料获悉】①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。铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3(其他产物忽略不计)。
② Fe2O3+3H2SO4="=" Fe2(SO4)3+3H2O ;Fe + Fe2(SO4)3= 3FeSO4。
③“碱石灰的干燥管”可以用来干燥氧气、氢气等气体。
【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效,并测定10.00g样品各成分的质量,设计了以下探究实验。
【实验探究】(假设所有操作没有损失)
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8.32g。
步骤3:按如右装置,将得到的8.32g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0.11g。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241056486756178.png)
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。
步骤5:分析测算步骤4中所得滤液得知:滤液中溶质是硫酸和硫酸亚铁 ,且最后分离出16.72g硫酸亚铁。
【交流讨论】
(1)由步骤1得出的结论是 。
(2)步骤2目的是 。
(3)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“<”)
(4)小刚认为0.11g差值即为H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为3.08g。
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 (5)小华还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理。其理由是: 。
【学生实验】小华将步骤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。
(6)请根据以上数据,计算10g该样品中各成分的质量。(只写出结果)
(1)“脱氧剂”没有失效 (2)除去氯化钠,并间接测得氯化钠的质量
(3)> (4)除去H2中混有的水蒸气
(5)样品中的铁,除了与稀硫酸反应生成H2外,还有一部分铁与硫酸铁溶液反应。(2分)
(6)氯化钠:1.68g;活性炭:1.20g;铁:3.92g;氧化铁:3.2g
(每个1分,共4分)
(3)> (4)除去H2中混有的水蒸气
(5)样品中的铁,除了与稀硫酸反应生成H2外,还有一部分铁与硫酸铁溶液反应。(2分)
(6)氯化钠:1.68g;活性炭:1.20g;铁:3.92g;氧化铁:3.2g
(每个1分,共4分)
试题分析:【交流讨论】
(1)由步骤1中,有铁粉被磁铁吸引,故可以得出的结论是“脱氧剂”没有失效。
(2)步骤2目的是通过溶解除去氯化钠,并间接测得氯化钠的质量。
(3)如果步骤4中滤渣没有经过洗涤,则称得的质量>1.20g,因为滤渣中有水存在。
(4)小刚认为0.11g差值即为H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为3.08g。
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,他这样做的理由是除去H2中混有的水蒸气。 (5)小华还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理。其理由是:样品中的铁,除了与稀硫酸反应生成H2外,还有一部分铁与硫酸铁溶液反应。
(6)由于氯化钠能溶于水,故氯化钠的质量为:10.00g-8.32g=1.68g;活性炭不溶于水,也不与硫酸反应,故活性炭的质量是1.20g;
设反应产生0.14g氢气时,需要铁的质量为X。
由于:Fe-------- H2
56 2
X 0.14g
56:2=X:0.14g
X=3.92g
故:样品中氧化铁的质量为10.00g-1.68g-1.20g-3.92g=3.2g
点评:本题难度较大,综合性较强,逐步分析每个实验步骤中的反应结果显得特别重要。解题时还要考虑到氯化钠的溶解性、铁能被磁铁吸引、活性炭不与硫酸反应等信息。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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