题目内容

(2012?镇江)工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4.为了测定铁红中铁的质量分数,兴趣小组的同学进行了如下的实验,请你参与过程分析.
【资料1】草酸晶体(H2C2O4?3H2O)在浓硫酸作用下受热分解,化学方程式为:
H2C2O4?3H2O
浓硫酸
CO2↑+CO↑+4H2O
(1)下列可用作草酸分解制取气体的装置是
d
d
(填字母编号)

【问题讨论】用下图所示装置进行实验:

(2)实验前应先
检查装置的气密性
检查装置的气密性

(3)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A、C中的试剂依次是
c
c
a
a
(填字母编号)
a.浓硫酸        b.澄清石灰水        c.氢氧化钠溶液
(4)B装置的作用是
验证二氧化碳已除尽
验证二氧化碳已除尽

(5)对D装置加热前和停止加热后,都要通入过量的CO,其作用分别是:①加热前
将装置中的空气排出,防止发生爆炸
将装置中的空气排出,防止发生爆炸
.停止加热后
驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收
驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收

(6)写出D装置中所发生反应的一个化学方程式
3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2

【数据分析与计算】
【资料2】铁的常见氧化物中铁的质量分数:
 铁的氧化物  FeO  Fe2O3  Fe3O4
 铁的质量分数  77.8%  70.0%  72.4%
(7)称取铁红样品10.0g,用上述装置进行实验,测定铁红中铁的质量分数.
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为mg,则
7.0
7.0
<m<
7.78
7.78

②实验前后称得E装置增重6.6g,则此铁红中铁的质量分数是
76.0%
76.0%

【实验反思】
反思1:本实验中如果缺少C装置(不考虑其它因素),则测得样品中铁的质量分数会
偏小
偏小
(填“偏小”、“不变”或“偏大”).
反思2:请指出【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷
缺少尾气处理装置
缺少尾气处理装置
分析:草酸晶体(H2C2O4?3H2O)在浓硫酸作用下受热分解,因此选用d装置;实验前应先检查装置的气密性,二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收,用澄清的石灰水检验,还可以检验二氧化碳是否除尽,二氧化碳可以用浓硫酸干燥;加热之前通入一氧化碳的目的是:将装置中的空气排出,防止发生爆炸;加热之后通入一氧化碳的目的是:驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收.一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,配平即可;如果全部是氧化铁,铁的最少量是10g×70%=7.0g,如果全部是氧化亚铁,铁的最大量是10g×77.8%=7.78g;E装置增重6.6g,那么二氧化碳是6.6g,氧元素的质量=6.6g×
32
44
=4.8g,因为4.8g氧元素的质量一半来自于一氧化碳,一半来自于铁的氧化物,那么铁红中氧元素的质量是4.8g÷2=2.4g,则铁红中铁的质量分数=
10 g-2.4g
10g
×100%=76.0%;本实验中如果缺少C装置,水蒸气会通过,E装置也具有吸水性,因此E装置会增重,氧元素的质量偏大,则测得样品中铁的质量分数会偏小;实验装置的一个明显缺陷:缺少尾气处理装置或检验水是否除尽.
解答:解:(1)草酸晶体(H2C2O4?3H2O)在浓硫酸作用下受热分解,因此选用d装置,故答案为:d
(2)实验前应先检查装置的气密性,故答案为:检查装置的气密性
(3)二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收,用澄清的石灰水检验,还可以检验二氧化碳是否除尽,一氧化碳可以用浓硫酸干燥;故答案为:c;a 
(4)B装置还可以检验二氧化碳是否除尽,故答案为:验证二氧化碳已除尽
(5)加热之前通入一氧化碳的目的是:将装置中的空气排出,防止发生爆炸;加热之后通入一氧化碳的目的是:驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收.故答案为:①将装置中的空气排出,防止发生爆炸;②驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收.(合理即可)
(6)一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,配平即可;故答案为:3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2,(一氧化碳与FeO、Fe3O4也可以)
(7)如果全部是氧化铁,铁的最少量是10g×70%=7.0g,如果全部是氧化亚铁,铁的最大量是10g×77.8%=7.78g;E装置增重6.6g,那么二氧化碳是6.6g,氧元素的质量=6.6g×
32
44
=4.8g,因为4.8g氧元素的质量一半来自于一氧化碳,一半来自于铁的氧化物,那么铁红中氧元素的质量是4.8g÷2=2.4g,则铁红中铁的质量分数=
10 g-2.4g
10g
×100%=76.0%;故答案为:①7.0;7.78;②76.0%
   实验反思:本实验中如果缺少C装置,水蒸气会通过,E装置也具有吸水性,因此E装置会增重,氧元素的质量偏大,则测得样品中铁的质量分数会偏小;实验装置的一个明显缺陷:缺少尾气处理装置.故答案为:偏小;缺少尾气处理装置.
点评:本考点属于实验探究题,实验探究题是近几年中考的热点之一,它包括实验方法和过程的探究,实验结论和实验规律的探究等.本题通过实验现象和分析,得到了正确的结论,属于实验过程和结论的探究.同学们要具体分析,综合掌握.本题型主要出现在实验题中.
练习册系列答案
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检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净
检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净

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证明二氧化碳与过氧化钠反应放出热量
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(5)现要对放置一段时间的B瓶中的固体物质进行成分的定量测定:电子天平共同作了以下测定

实验数据记录如下:
称   量   项   目 称   量  时 间 质量(g)
试样 10.00
装置+稀硫酸质量 241.30
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后15秒 249.20
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后35秒 248.20
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后55秒 248.00
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实验反思:
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因为二氧化碳的密度比空气大,会有二氧化碳残留在装置内,使质量差变小,使测得试样中Na2CO3质量分数会偏小
因为二氧化碳的密度比空气大,会有二氧化碳残留在装置内,使质量差变小,使测得试样中Na2CO3质量分数会偏小

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