Question

【题目】还原铁粉是结构疏松的单质铁，是重要的工业原料。

I．物质制备。还原铁粉的某种制备工艺流程如下：

（1）“转化”时温度需控制在35℃以下，防止受热分解的物质是_____。

（2）“干燥”过程中有少量的FeCO3转化为FeOOH和CO2，此时与FeCO3反应的物质有_____（填化学式）

（3）FeCO3和 FeOOH在空气中焙烧转化为Fe2O3，FeOOH转化为Fe2O3的反应类型是_____。写出Fe2O3在高温条件下与碳（C）反应生成Fe和CO2的化学方程式：_____。

Ⅱ．成分研究。“暖宝宝”一般由还原铁粉、活性炭和氯化钠等组成。

（实验目的）测定未开启的“暖宝宝”中铁的质量分数。

（实验过程）如图五所示，甲同学称得反应前总质量为85g，打开活塞待稀盐酸全部滴入后立即关闭活塞。锥形瓶内的现象有：固体逐渐减少，_____。反应完毕后测得锥形瓶和反应后混合物的总质量为84.8g。

（评价反思）

（1）乙同学认为甲同学方案误差较大，于是设计如图六的方案。甲同学方案误差较大的原因是_____。

（2）丙同学认为乙同学方案即使操作无失误，测量结果仍会偏大，原因是_____。

（3）丙同学设计了图七的实验装置。利用该装置实验时，在气密性良好的前提下，如果往锥形瓶中注入的稀盐酸体积为V1mL，等充分反应并且待装置冷却后，观察右侧注射器读数増加V2mL．实验条件下氢气密度为 d g/mL．则样品中铁的质量分数为_____。

Answer 1

【答案】碳酸氢铵 H2O、O2 分解反应 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑　。 产生大量气泡，溶液由无色变为浅绿色 反应前装置内气体为空气，反应后装置内气体是氢气，相同体积的氢气质量比空气小得多　。 分液漏斗中的稀盐酸进入锥形瓶会排出一定体积的气体　。 280（V2﹣V1）d%　。

【解析】

I、（1）“转化”时温度需控制在35℃以下，碳酸氢铵受热易分解，所以防止受热分解的物质是碳酸氢铵，故填碳酸氢铵。

（2）“干燥”过程中有少量的FeCO3转化为FeOOH和CO2，根据生成物有氢元素且铁的化合价升高，则一定含有氧化剂，所以此时与FeCO3反应的物质有 H2O、O2，故填H2O、O2。

（3）FeCO3和 FeOOH在空气中焙烧转化为Fe2O3，FeOOH转化为Fe2O3时，根据质量守恒定律可得还生成水，对应的化学方程式为2FeOOHFe2O3+H2O，属于一变多，属于分解反应，故填分解反应。

Fe2O3在高温条件下与碳（C）反应生成Fe和CO2，故反应的化学方程式写为：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑。

Ⅱ、（1）铁与稀盐酸反应时的现象是产生大量气泡，溶液由无色变为浅绿色，故填产生大量气泡，溶液由无色变为浅绿色。

（2）甲同学方案误差较大的原因是反应前装置内气体为空气，反应后装置内气体是氢气，相同体积的氢气质量比空气小得多，故填反应前装置内气体为空气，反应后装置内气体是氢气，相同体积的氢气质量比空气小得多。

（3）丙同学认为乙同学方案即使操作无失误，测量结果仍会偏大，原因是分液漏斗中的稀盐酸进入锥形瓶会排出一定体积的气体，故填分液漏斗中的稀盐酸进入锥形瓶会排出一定体积的气体。

（4）解：生成氢气的体积为（V2﹣V1）mL，则生成氢气的质量为（V2﹣V1）mL×d g/mL

设样品中铁的质量分数为x

56：2＝10gx：（（V2﹣V1）mL×d g/mL）

x＝280（V2﹣V1）d％

答：样品中铁的质量分数为280（V2﹣V1）d％。