Question

化学兴趣小组的同学为了测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数．
Ⅰ．甲同学取一定质量的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后，用如图所示装置以合理的操作步骤测定（假设杂质始终不发生变化）；反应生成单质铁和二氧化碳，以及少量的一氧化碳．

（1）实验中持续通入干燥的氮气．加热前缓缓通入一段时间，其作用是

 

．
（2）反应结束后，甲同学熄灭了喷灯的火焰后，马上停止通入N₂，他这样操作引起的后果是

 

．
（3）如果b装置中氢氧化钠溶液对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用b装置中氢氧化钠溶液的质量变化测定出氧化铁的质量分数将

 

（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）．
Ⅱ．乙同学取氧化铁的质量分数为80%的赤铁矿粉10g，加入足量稀盐酸，恰好完全反应，共用去稀盐酸154.5g（假设杂质既不溶于水也不与酸发生反应）．试计算反应后溶液中溶质的质量分数．（请写出计算过程）

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,有关溶质质量分数的简单计算,碳的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：溶质质量分数与化学方程式相结合的计算,科学探究

分析：Ⅰ．
（1）本题第一问解题的关键在于知道实验探究的目的，用氮气的目的是将装置内的空气排尽；
（2）马上停止通入N₂不对；b中的NaOH溶液会倒吸入a中造成硬质玻璃管破裂．
（3）根据NaOH溶液能吸收CO₂，从而能测出CO₂的质量，代入化学方程式即可求得氧化铁质量及其质量分数．但从装置出来的气体不仅有CO₂还有CO，也就是碳还原氧化铁时，既生成了二氧化碳又生成了一氧化碳，而CO不与氢氧化钠溶液反应，使测得CO₂质量偏小，从而导致氧化铁质量分数也偏小解答；
Ⅱ．根据题中信息解答．

解答：解：
Ⅰ．
（1）通氮气主要是隔绝氧气，加热前就通入一段时间是要提前排尽装置内的空气．
（2）马上停止通入N₂不对；b中的NaOH溶液会倒吸入a中造成硬质玻璃管破裂．
（3）NaOH溶液能吸收CO₂，从而能测出CO₂的质量，代入化学方程式即可求得氧化铁质量及其质量分数．但从装置出来的气体不仅有CO₂还有CO，也就是碳还原氧化铁时，既生成了二氧化碳又生成了一氧化碳，而CO不与氢氧化钠溶液反应，使测得CO₂质量偏小，从而导致氧化铁质量分数也偏小．
Ⅱ．解：设反应生成FeCl₃质量为x．
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O
160          325
10g×80%     x

160

325

=

10g×80%

x

x=16.25g
溶液中FeCl₃的质量分数=

16.25g

154.5g+8g

×100%=10%
答案：
Ⅰ．
（1）将装置内的空气排尽
（2）b中的NaOH溶液会倒吸入a中造成硬质玻璃管破裂   
（3）偏小
Ⅱ．反应后溶液中氯化铁的质量分数分别是10%

点评：本考点考查了实验设计和有关的计算题，有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便．