题目内容

11．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）图1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2所示装置进行实验：
（2）实验前应先检查装置气密性．
（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装置的作用是检验一氧化碳中是否含有二氧化碳．
（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排出玻璃管中的空气，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装置中碱石灰吸收
①加热前． ②停止加热后．
（6）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式．Fe2O3+3CO$\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%77.870.072.4
（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mg，则7.0＜m＜7.8．
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 （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；
（2）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
（3）氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳气体；
浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥二氧化碳、一氧化碳、氢气、氧气等气体；
（4）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
（5）一氧化碳具有可燃性，与空气或氧气混合达到一定程度时，遇明火会发生爆炸；
（6）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；
（7）根据提供的数据可以进行相关方面的计算；
一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境．

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．故填：检查装置气密性．
（3）A在应该放氢氧化钠溶液，除去一氧化碳中的二氧化碳，B中的氢氧化钙溶液用来验证一氧化碳中的二氧化碳是否除尽，C中应该放浓硫酸，除去一氧化碳中的水蒸气．故填：c；a．
（4）B装置的作用是检验一氧化碳中是否含有二氧化碳．故填：检验一氧化碳中是否含有二氧化碳．
（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加热前排出玻璃管中的空气，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装置中碱石灰吸收．
故填：排出玻璃管中的空气，防止发生爆炸；驱赶装置中滞留的二氧化碳；使其全部被E装置中碱石灰吸收．
（6）D装置中，高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
故填：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（7）如果全部是氧化铁，铁的最少量是10g×70%=7.0g；
如果全部是氧化亚铁，铁的最大量是10g×78%=7.8g；
E装置增重6.6g，那么二氧化碳是6.6g，氧元素的质量=6.6g×$\frac{32}{44}$×100%=4.8g，
因为4.8g氧元素的质量一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，那么铁红中氧元素的质量是4.8g÷2=2.4g，
则铁红中铁的质量分数=$\frac{10.0g-2.4g}{10.0g}$×100%=76.0%；
【实验评价】
本实验中如果缺少C装置，水蒸气会进入E装置，导致二氧化碳的质量偏大，从而导致氧元素的质量偏大，会导致铁元素的质量偏小，从而导致铁红中铁元素的质量分数偏小；
【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷是没有处理一氧化碳，一氧化碳进入空气中会污染环境；
故填：7.0；7.8；76.0%；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
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