题目内容
16．煤、石油和天然气等化石燃料是目前人类使用的主要燃料，也是重要的化工原料．（1）化石燃料属于不可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源．工业上煤燃烧前进行粉碎的目的是增加燃料与氧气的接触面积，使燃料充分燃烧．
（2）煤隔绝空气加强热得到的焦炭，是冶铁的重要原料．为了测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数，化学兴趣小组的同学设计了三种实验方案（假设该赤铁矿中的杂质既不溶于水，也不参加化学反应）．
方案I 取8.00g赤铁矿粉，加入足量稀硫酸，完全反应后过滤，得到1.60g滤渣．则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为80%．
方案Ⅱ如图1所示，取8.00g赤铁矿粉与过量的焦炭粉混合后 加强热．完全反应后测得氢氧化钠溶液反应前后质量增加了1.32g．假设产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，根据所学反应3C+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑计算，赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为40%．（写出解题过程 ）
【实验反思】若考虑方案Ⅱ中硬质玻璃管内原有的空气对实验结果的影响，则会导致测出的氧化铁的质量分数偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
【实验分析】方案I测出的氧化铁的质量分数明显大于方案Ⅱ测出的结果，可能的原因是方案Ⅱ中，高温条件下，反应生成的二氧化碳和过量的碳反应生成了一氧化碳，导致氢氧化钠吸收的二氧化碳减少，从而导致计算出的氧化铁的质量分数偏小（写出一种即可）．
方案Ⅲ如图2所示，取8.00g赤铁矿粉与一氧化碳反应，实验数据记录如下（假设反应完全进行）．
| 实验前 | 实验后 | |
| （赤铁矿粉+玻璃管）的质量/g | 51.60 | 49.68 |
| （NaOH溶液+广口瓶）的质量/g | 158.12 | 162.97 |
②此方案中CO还原氧化铁生成CO2的质量为5.28g．
③此实验方案能（填“能”、“否”）准确地测量此赤铁矿粉中氧化铁的质量分数．
分析 （1）化石燃料包括石油、煤和天然气，都属于不可再生能源；
增大氧气的浓度，增大可燃物与氧气的接触面积，都能够促进可燃物燃烧；
（2）根据滤渣质量可以计算氧化铁的质量，从而可以计算赤铁矿粉中氧化铁的质量分数；
根据二氧化碳的质量可以计算氧化铁的质量，进一步可以计算赤铁矿粉中氧化铁的质量分数；
硬质玻璃管内原有的空气中的二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；
氧化铁在高温条件下能和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳；
根据玻璃管中反应前后的质量差可以计算氧化铁的质量分数．
解答 解：（1）化石燃料属于不可再生能源；
工业上煤燃烧前进行粉碎的目的是增加燃料与氧气的接触面积，使燃料充分燃烧．
故填：不可再生；增加燃料与氧气的接触面积，使燃料充分燃烧．
（2）方案I：赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为：$\frac{8.00g-1.60g}{8.00g}$×100%=80%．
故填：80%．
方案Ⅱ：设氧化铁的质量为x，
完全反应后测得氢氧化钠溶液反应前后质量增加了1.32g，说明反应生成了1.32g二氧化碳，
3C+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑，
320 132
x 1.32g
$\frac{320}{x}$=$\frac{132}{1.32g}$，
x=3.20g，
赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为：$\frac{3.20g}{8.00g}$×100%=40%，
故填：40%．
【实验反思】
若考虑方案Ⅱ中硬质玻璃管内原有的空气对实验结果的影响，玻璃管内原有的空气中的二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则会导致计算的二氧化碳质量偏大，从而导致测出的氧化铁的质量分数偏大．
故填：偏大．
【实验分析】
方案Ⅱ中，高温条件下，反应生成的二氧化碳和过量的碳反应生成了一氧化碳，导致氢氧化钠吸收的二氧化碳减少，从而导致计算出的氧化铁的质量分数偏小．
故填：方案Ⅱ中，高温条件下，反应生成的二氧化碳和过量的碳反应生成了一氧化碳，导致氢氧化钠吸收的二氧化碳减少，从而导致计算出的氧化铁的质量分数偏小．
①A装置中玻璃管内发生的现象是红棕色固体逐渐变成黑色固体．
故填：红棕色固体逐渐变成黑色固体．
②由于产生的CO2并没有全部被NaOH溶液吸收，因此不能通过NaOH溶液+广口瓶增重的质量进行计算，计算方法为，设反应产生的CO2的质量为x，：
CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2↑△m
132 160-112
y （51.60-49.68）g
$\frac{132}{y}=\frac{160-112}{（51.60-49.68）g}$ y=5.28g
故填：5.28．
③反应前后玻璃管中的质量差即为氧化铁中氧元素的质量，根据氧元素的质量可以计算氧化铁的质量，根据氧化铁的质量和样品质量可以计算氧化铁的质量分数，因此此实验方案能准确地测量此赤铁矿粉中氧化铁的质量分数．
故填：能．
点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．
100分闯关期末冲刺系列答案| A． | 具有可燃性 | |
| B． | 石蜡在氧气中燃烧生成二氧化碳和水 | |
| C． | 白磷燃烧产生大量白雾 | |
| D． | 木炭在氧气中燃烧生成刺激性气味的气体 |
| A． | 循环使用生活用水 | B． | 电脑显示器长期处于待机状态 | ||
| C． | 推广利用太阳能 | D． | 回收有机垃圾用于生产沼气 |
| A． | 白磷自燃产生大量的白烟 | |
| B． | 硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰 | |
| C． | 细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 | |
| D． | 一氧化碳在空气中燃烧发出黄色火焰，生成二氧化碳 |
【设计并实验】
实验一：将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量．然后将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察现象．待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量．
实验二：将盛有稀硫酸的烧杯和镁条一起放在托盘天平上称量，然后将镁条浸到稀硫酸中，观察现象．待反应一段时间后不再放出气泡时，将盛有反应后物质的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量．
实验一和实验二的数据见下表：
| 编 号 | 实验一 | 实验二 |
| 反应前/g | 118.4 | 112.6 |
| 反应后/g | 118.4 | 112.4 |
【分析与讨论】
（1）在这三个实验中，你认为：实验一正确反映了反应物与生成物之间的质量关系，由此得出的结论是：在化学反应中生成物的总质量与反应物的总质量相等，请从原子的角度分析结论正确的理由是化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变．
（2）另外两个实验得出的结论是：在化学反应中生成物的总质量与反应物的总质量不相等，你认为导致这一结论错误的原因是实验二镁条和稀硫酸反应产生的氢气逸散到空气中或者实验三有空气中的氧气参加反应（只写其中一个实验的原因即可）．
【实验反思】小组成员从不能正确反映反应物和生成物之间质量关系的两个实验中，找出了实验设计中的不当之处，并达成了以下共识：设计实验验证质量守恒定律时，对于有空气中的气体（成分）参与或有气体生成的化学反应，一般应使反应在密闭装置中进行．
| A． |  | B． |  | C． |  | D． |  |
