Question

10．为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数．
Ⅰ．取一定量赤铁矿粉末与过量的碳粉混合，用下图装置进行操作测定（杂质始终不变）

（1）实验中持续通入干燥氮气．加热前缓缓通入氮气一段时间，其作用是排出装置中的二氧化碳．
（2）停止加热前是否需要先断开a和b连接以防止倒吸？为什么？不需要，因为反应结束后应该一直通入氮气直至试管冷却．
（3）如果氢氧化钠溶液对二氧化碳吸收是完全的，那么用氢氧化钠溶液质量变化测定得到的氧化铁质量分数将偏小（选填“偏大”“偏小”），原因可能是AB（填字母序号）．
A．碳和氧化铁反应可能生成CO   B．氮气在排出时可能带出水蒸气   C．b装置吸收右侧空气中CO₂
Ⅱ．取该赤铁矿石样品10g，加入稀盐酸，恰好完全反应共用去稀盐酸100g，过滤得到滤渣2g（杂质既不溶于水也不溶于酸）．计算赤铁矿中氧化铁的质量分数和所用盐酸中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳，并且能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
碳在高温条件下和氧化铁反应时可能生成二氧化碳，也可能生成一氧化碳，也可能生成二氧化碳和一氧化碳；
氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，根据滤渣质量可以计算氧化铁的质量，进一步可以计算计算赤铁矿中氧化铁的质量分数和所用盐酸中溶质的质量分数．

解答 解：（1）实验中持续通入干燥氮气．加热前缓缓通入氮气一段时间，其作用是排出装置中的二氧化碳．
故填：排出装置中的二氧化碳．
（2）因为反应结束后应该一直通入氮气直至试管冷却，所以停止加热前不需要先断开a和b的连接．
故填：不需要，因为反应结束后应该一直通入氮气直至试管冷却．
（3）A．碳和氧化铁反应可能生成CO，从而导致生成二氧化碳的质量偏小，进一步导致测定的氧化铁质量分数偏小；
B．氮气在排出时可能带出水蒸气，从而导致计算的二氧化碳质量偏小，进一步导致测定的氧化铁质量分数偏小；
C．b装置吸收右侧空气中的二氧化碳时，会导致计算的二氧化碳质量偏答，进一步导致测定的氧化铁质量分数偏大．
故填：偏小；AB．
设稀盐酸中氯化氢的质量为x，
氧化铁的质量为：10g-2g=8g，
 Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，
 160   219
 8g     x
$\frac{160}{8g}$=$\frac{219}{x}$，
x=10.95g，
赤铁矿中氧化铁的质量分数为：$\frac{8g}{10g}$×100%=80%，
所用盐酸中溶质的质量分数为：$\frac{10.95g}{100g}$×100%=10.95%，
答：赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%，所用盐酸中溶质的质量分数为10.95%．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．