题目内容

3．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实验，请你参与过程分析．
【资料1】草酸晶体（H2C2O4•3H2O）在浓H2SO4作用下受热分解，化学方程式为：
H2C2O4•3H2O$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$ CO2↑+CO↑+4H2O
（1）下列可用作草酸分解制取气体的装置是d（填字母编号）．

【问题讨论】用图所示装置进行实验：

（2）实验前应先检查装置的气密性．
（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、a（填字母编号）．
a．浓硫酸       b．澄清的石灰水      c．氢氧化钠溶液
（4）B装置的作用是验证二氧化碳已除尽．
（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． ②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．
（6）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;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FeOFe2O3Fe3O4
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m g，则7.0＜m＜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%．
【实验评价】
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（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．

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×$\frac{32}{44}$=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=$\frac{10g-2.4g}{10g}$×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$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2，（一氧化碳与FeO、Fe3O4也可以）
（7）如果全部是氧化铁，铁的最少量是10g×70%=7.0g，如果全部是氧化亚铁，铁的最大量是10g×77.8%=7.78g；E装置增重6.6g，那么二氧化碳是6.6g，氧元素的质量=6.6g×$\frac{32}{44}$=4.8g，因为一个一氧化碳分子只能抢氧化铁中一个氧原子变成二氧化碳，因此氧元素的质量一半一半，4.8g氧元素的质量一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，那么铁红中氧元素的质量是4.8g÷2=2.4g，则铁红中铁的质量分数=$\frac{10g-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
相关题目
13．下列符号能表示氧元素的是（　　）
A．HB．OC．SD．He
14．下列物质不能用于鉴别氢氧化钠溶液和稀盐酸的是（　　）
A．酚酞试液B．CO2C．氢氧化铜D．铁粉
11．纳米碳酸钡是一种重要的无机化工产品，如图是某厂生产纳米碳酸钡的工艺流程．请回答下列问题：

（1）试剂A的化学式HCl，若在实验室中进行该实验，操作1和操作2的名称是过滤，该实验中玻璃棒的作用过滤．
（2）该工艺中生成碳酸钡固体的反应方程式为：
BaCl2+CO2+2KOH=BaCO3+2KCl+H2O，请完成并配平该方程式．
（3）操作3为洗涤、检验和干燥，洗涤的作用是防止固体中混有KCl等可溶性物质，检验洗涤是否干净可选用试剂AgNO3（写化学式）．
（4）上述流程中可循环利用的物质是CO2，该流程中的副产物可用作钾肥．（写一种用途）
（5）分析该流程可得出SiO2部分性质，下列属于其物理性质A，化学性质C．（填序号）
A．不溶于水      B．可溶于水    C．不与盐酸反应     D．能与盐酸反应
（6）某同学查阅资料得知，二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的硅酸钠（Na2SiO3），该反应的化学方程式2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O．根据此原理该同学设计出如下方案制备：取碳酸钡和二氧化硅混合物，滴加过量（填“少量”或“过量”）的氢氧化钠溶液，过滤，洗涤，烘干得碳酸钡固体．
18．区分下列物质的方法不正确的是（　　）
A．用熟石灰区分氯化铵和氯化钾
B．用水区分硝酸铵和蔗糖固体
C．用稀硫酸溶液区分黄铜（Cu、Zn）和黄金
D．用硝酸钡区分稀硫酸和硫酸钠溶液
8．下列实验方案不可行的是（　　）
A．用肥皂水区分硬水与软水B．用水区分硝酸铵固体与蔗糖固体
C．用水溶解以除去衣服上的油污D．实验室用电解水制取氢气
15．下表是固体A和固体B在不同温度时的溶解度．请回答下列问题：
温度/℃020406080
溶解度/g固体A35.736.036.637.338.4
固体B13.331.663.9110169
（1）从表中数据可以看出固体A和固体B的溶解度随温度升高而增大（填“增大”或“减小”）；
（2）20℃时，把50g固体A放入100g水中，充分溶解后，所得溶液质量为136.0g；
（3）40℃时，A、B两种物质的饱和溶液中溶质的质量分数较大的是B；
（4）若B饱和溶液中有少量的A，则常用下列③的方法提纯．
①趁热过滤 ②蒸发结晶 ③冷却热饱和溶液．
12．图是有关氧气的知识网络图（反应条件部分略去），用化学用语（即化学符号）填空：

（1）物质①中的阳离子K+_； 
（2）物质③的化学式CO；
（3）物质④所含元素的符号S；
（4）标出物质⑤化学式中带点元素的化合价$\stackrel{+5}{P}$2O5
（5）生成物质⑥的化学方程式3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
13．下表为元素周期表中某一周期元素的原子结构示意图．请回答下列问题：

（1）表中不同种元素最本质的区别是B（填序号）：
A．相对原子质量不同    B．质子数不同    C．中子数不同
（2）表中磷原子的核电荷数x=15．
（3）镁原子在化学反应中易失去（填“得到”或“失去”）电子．说明元素的化学性质与原子的最外层电子数关系密切．
（4）元素周期表中每一个横行叫做一个周期，通过分析，同一周期元素之间的排列有一定的规律，如：B（填字母序号）
A．从左到右，各元素原子的电子层数相同
B．从左到右，各元素原子的原子序数依次增加
C．从左到右，各元素原子的最外层电子数相同．

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