题目内容

【题目】为了测定某样品中氧化铁(Fe2O3)的质量分数(杂质不含铁元素,且不溶于水和酸),化学兴趣小组的同学进行了如下的实验。

【查阅资料】

1.草酸(H2C2O4)在浓硫酸作用下受热分解,化学方程式为:

H2C2O4 CO2↑+CO↑+H2O

2.碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气

【实验设计及操作】用下图所示装置进行实验:

【问题讨论】

(1)装药品前应先 ,实验中观察到E中现象是:固体颜色 ;

(2)进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是 (填序号)。

① 浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液

② 石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸

③ 氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸

(3)G的作用是 ;E中反应的化学方程式是 ;

(4)当E中固体完全反应后,处应先停止加热_________(填序号A或E);

(5)上述实验装置的一处明显缺陷是: 。

【数据处理】

称取样品8.0g,用上述装置进行实验,充分反应后称量F装置增重4.4g。则样品中氧

化铁质量分数为 。

【实验反思】

当观察到E中固体全部变黑后,若立即停止通CO,则测得的样品中氧化铁的质量分数

(填“偏大”,“偏小”,“无影响”)。

【答案】【问题讨论】(1)检查装置的气密性 由红色变为黑色

(2)③(3)隔离空气中的二氧化碳和水蒸气 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

(4)E (5)未进行尾气处理

【数据处理】66.7% 【数据处理】偏小

【解析】

试题分析:【问题讨论】(1)有气体参加、生成的反应,为了防止漏气,装药品前应先检查装置的气密性,实验中E中发生的反应方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,观察到现象是:固体颜色由红色变为黑色

(2)干燥气体应放在最后一步,氢氧化钠溶液是吸收二氧化碳,而石灰水是检验二氧化碳,所以进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸,选③

(3)G的作用是:隔离空气中的二氧化碳和水蒸气,防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入到装置F中,从而使二氧化碳质量偏大,E中反应的化学方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

(4)当E中固体完全反应后,还要继续通入一氧化碳,防止灼热的铁又与空气中的氧气反应,使实验失败,且装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中,所以E处应先停止加热

(5)因为一氧化碳有毒,所以上述实验装置的一处明显缺陷是:未进行尾气处理

【数据处理】充分反应后称量F装置增重4.4g,即反应生成的二氧化碳质量为4.4g,再根据反应方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中Fe2O3与CO2的质量关系,即可求出Fe2O3的质量,进而计算样品中氧化铁质量分数

解:设Fe2O3的质量为x

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 132

x 4.4g

160:132=x:4.4g

X=5.33g

∴样品中氧化铁质量分数=5.33g/8.0g×100%=66.7%

【数据处理】当观察到E中固体全部变黑后,若立即停止通CO,装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中,使二氧化碳的质量偏小,则测得的样品中氧化铁的质量分数也偏小

练习册系列答案
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【题目】某兴趣小组在制取氧气的实验过程中,有如下实验设计方案,该方案的实验目的是:探究 对反应速率的影响。

编号

温度

催化剂

氯酸钾、二氧化锰的质量比

生成1升氧气所需时间/s

实验Ⅰ

400℃

MnO2

1:1

153

实验Ⅱ

400℃

MnO2

2:1

240

小芳在实验时,误把氧化铜当作二氧化锰放入加热,结果发现也能较快产生氧气,于是进行如下探究:

【猜想Ⅰ】除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁(Fe2O3)也可以作氯酸钾分解的催化剂。

【设计实验】

按下表进行实验,并测定开始产生气体时的温度(提示:开始产生气体的温度越低,表示反应速度越快)。

实验编号

实验药品

分解温度(℃)

①

氯酸钾

580

②

氯酸钾和二氧化锰(质量比1︰1)

350

氯酸钾和氧化铜(质量比1︰1)

370

氯酸钾和氧化铁(质量比1︰1)

390

【数据和结论】

(1)由实验 与实验④对比,证明猜想合理;

(2)验所用的三种物质中,催化效果最好的是 。

【反思】

(1)若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还需验证它在化学反应前后的 和 是否改变。

小林在实验时,联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量,提出猜想Ⅱ。

【猜想Ⅱ】过氧化钙与水反应可制取氧气。

实验装置

实验主要过程

①检查装置气密性。

②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出,在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天,集气瓶中只收集到极少量气体,震荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。

实验结论:过氧化钙与水反应 (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。

【分析与反思】

(1)过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气,但由此实验现象,小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是 。

(2)小林希望对此实验进行改进,使该反应加快,请你帮他提出合理化建议 。

(3)同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下:①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气

你认为猜想 (填序号)一定是错误的,理由是 。

【计算】该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素),标签如图所示。

试计算:

(1)过氧化钙的相对分子质量为 ;

(2)过氧化钙中钙元素与氧元素的质量比为 ;

(3)过氧化钙中钙元素质量分数为 ;

(4)该产品中过氧化钙的质量分数至少为 。

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