Question

（2008?丰台区二模）某化学小组同学用一氧化碳还原氧化铁后的剩余固体做探究实验，过程如下：
（提出问题）该固体的成分是什么？
（查阅资料）①铁和硫酸铁反应的化学方程式是：Fe+Fe₂（SO₄）₃═3FeSO₄
②Fe₂（SO₄）₃溶液为黄色，FeSO₄溶液为浅绿色．
（作出猜想）该固体中含有铁粉和氧化铁
同学们猜想该固体含有氧化铁的依据是______．
（设计实验）

	实验操作	实验现象	结论及相关化学方程式
验证猜想	实验①取2g样品，放入玻璃管中，如图连接仪器，进行实验． 实验完毕，再称固体质量	现象一：____________ ． 现象二： 反应后固体质量为1.88g，澄清石灰水增重0.3g
	实验②另取2g样品放入试管中，加入少量稀硫酸．	现象一：____________ ； 现象二： 生成浅绿色溶液．
	综合分析实验①、②现象，得出结论：猜想正确

（同学们想计算）2g样品中氧化铁的质量分数，请你帮助他们想一想用“固体减重”还是用“石灰水增重”计算更为准确？______．理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（作出猜想）一氧化碳还原氧化铁的产物为铁，但从反应装置考虑，氧化铁很难被完全还原，所以最后玻璃管中物质除了铁，应该还含有少量氧化铁．
（设计实验）将反应后固体继续通过一氧化碳气流，若所得气体能使澄清石灰水变浑浊，则说明原固体中确实含有氧化铁．将铁和氧化铁的混合物通入稀硫酸中会发生如下反应：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+Fe₂（SO₄）₃═3FeSO₄，由题中所给资料：Fe₂（SO₄）₃溶液为黄色，FeSO₄溶液为浅绿色，可知道实验二试管中的现象．
（同学们想计算）从理论上分析，固体减少的重量即为氧化铁中氧元素的质量，石灰水增重的质量为反应产生二氧化碳的质量，利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铁的质量分数，但是氢氧化钙为微容物，澄清石灰水浓度很小，很难将二氧化碳全部吸收，所以若用石灰水增重计算，结果可能会不准确．
解答：解：同学们猜想该固体含有氧化铁的依据是：一氧化碳没有把氧化铁完全还原
实验一即重新进行一氧化碳还原氧化铁实验，由于固体物质质量减少，石灰水变浑浊，证明原样品中确实含有氧化铁；实验二中，样品中含有铁，铁与硫酸反应有气体放出，产物为硫酸亚铁．
用“固体减重”计算更为准确，因为澄清石灰水浓度很小，很难将二氧化碳全部吸收，所以若用石灰水增重计算，结果可能会不准确．
故答案为：一氧化碳没有把氧化铁完全还原

		粉末中的红色物质变为黑色，澄清石灰水变浑浊	3CO+Fe2O3═2Fe+3CO2 CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O 剩余固体中有氧化铁
		固体样品全部溶解，有气泡生成	Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O Fe+Fe2（SO4）3═3FeSO4 剩余固体中有铁粉

固体减重；
澄清石灰水浓度小，且试管中溶液质量小，对二氧化碳的吸收不充分
点评：本题是一氧化碳还原氧化铁产物的实验探究，较难．分析实验二时要结合题给信息①铁和硫酸铁反应的化学方程式是：Fe+Fe₂（SO₄）₃═3FeSO₄，②Fe₂（SO₄）₃溶液为黄色，FeSO₄溶液为浅绿色．最后的计算时学生容易出错，容易忽略氢氧化钙微容这个隐含条件．一般检验二氧化碳选用澄清石灰水，而吸收二氧化碳则选用氢氧化钠溶液，若本题将澄清石灰水换做氢氧化钠，则也可以根据溶液增重计算样品中氧化铁的质量分数．