题目内容

某同学为测定12g含杂质的氧化铁样品中氧化铁的质量分数,利用稀硫酸和锌粒制取氢气,设计了如图所示的装置,进行有关的实验探究(提示:3H2+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3H2O,
杂质不参加反应,假定每步均完全反应或吸收).
 得到如下数据:
称量项目反应前质量反应后质量
A洗气瓶和所盛浓硫酸的质量290.3g291.5 g
B玻璃管及所盛固体的质量86.3g 83.9g
C洗气瓶和所盛浓硫酸的质量284.2g286.9g
(1)请计算样品中氧化铁的质量分数.(写出计算步骤,计算结果精确到0.l%)
(2)该实验还可测定组成水的各元素之间的质量关系,请用表中实验数据列式表示出水中氢、氧元素的质量比,列式为
 
(不用化简);若玻璃管中的氧化铁没有完全反应,则求得水中氢、氧元素的质量比会
 
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
考点:根据化学反应方程式的计算
专题:综合计算(图像型、表格型、情景型计算题)
分析:(1)C装置为浓硫酸,吸收反应生成的水,故C装置增加的重量就是生成的水的质量,然后根据化学方程式,根据水的质量求出氧化铁的质量,然后计算出氧化铁的质量分数.
(2)根据B装置中减少的质量为氧元素的质量,又根据C装置中增加的质量为水的质量,水由氢元素和氧元素组成,故水的质量减去氧元素的质量就是氢元素的质量,故而可求出氢氧元素的质量比.物质的组成是一定的,水中氢氧元素的质量比是一定的,故即使玻璃管中的氧化铁没有完全反应,水中氢氧元素的质量比是不变的.
解答:解:(1)生成水的质量为286.9g-284.2g=2.7g
设样品中氧化铁的质量为X
3H2+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3H2O
    160           3×18
     x            2.7g
    
160
x
=
3×18
2.7g

     x=8g
样品中氧化铁的质量分数为:
8g
12g
×100%≈66.7%
答:样品中氧化铁的质量分数为66.7%
(2)根据B装置中减少的质量为氧元素的质量,即86.3g-83.9g,又根据C装置中增加的质量为水的质量,水由氢元素和氧元素组成,故水的质量减去氧元素的质量就是氢元素的质量,即(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g),故氢元素和氧元素的质量比为:【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g);
因为物质的组成是一定的,水中氢氧元素的质量比是一定的,故即使玻璃管中的氧化铁没有完全反应,水中氢氧元素的质量比是不变的.
故答案为:(1)样品中氧化铁的质量分数为66.7%.
(2)【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g);不变;
点评:根据所给的实验数据分析,B装置减少的质量是氧元素的质量,C装置增加的质量是反应生成的水的质量,这是解决本题的关键.
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