Question

9．工业铁红的主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO、Fe₃O₄．为了测定铁红中铁元素的质量分数，某科学兴趣小组的同学进行了如下实验，请你参与过程并分析．
【资料】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）下列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】将（1）中产生的气体通入下图所示装置进行实验：

实验前应先检查装置的气密性．
（2）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是ca（填字母编号）．
a．浓硫酸       b．澄清的石灰水      c．氢氧化钠溶液
【数据分析与计算】
（3）称取铁红样品12.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁元素的质量分数．
实验前后称得E装置增重8.8g，则此铁红中铁的质量分数是73.3%．（精确到0.1%）
【实验评价】反思：
（4）本实验中如果缺少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”）．

Answer 1

分析 草酸晶体（H₂C₂O₄•3H₂O）在浓硫酸作用下受热分解，因此选用d装置；二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收，用澄清的石灰水检验，还可以检验二氧化碳是否除尽，二氧化碳可以用浓硫酸干燥；如果全部是氧化铁，铁的最少量是12g×70%=8.4g，如果全部是氧化亚铁，铁的最大量是12g×77.8%=9.336g；E装置增重8.8g，那么二氧化碳是8.8g，氧元素的质量=8.8g×$\frac{32}{44}$=6.4g，因为一个一氧化碳分子只能抢氧化铁中一个氧原子变成二氧化碳，因此氧元素的质量一半一半，6.4g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6.4g÷2=3.2g，则铁红中铁的质量分数=$\frac{12g-3.2g}{12g}$×100%=73.3%；本实验中如果缺少C装置，水蒸气会通过，E装置也具有吸水性，因此E装置会增重，氧元素的质量偏大，则测得样品中铁的质量分数会偏小．

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）二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收，用澄清的石灰水检验，还可以检验二氧化碳是否除尽，一氧化碳可以用浓硫酸干燥；故答案为：c；a 
（3）如果全部是氧化铁，铁的最少量是12g×70%=8.4g，如果全部是氧化亚铁，铁的最大量是12g×77.8%=9.336g；E装置增重8.8g，那么二氧化碳是8.8g，氧元素的质量=8.8g×$\frac{32}{44}$=6.4g，因为一个一氧化碳分子只能抢氧化铁中一个氧原子变成二氧化碳，因此氧元素的质量一半一半，6.4g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6.4g÷2=3.2g，则铁红中铁的质量分数=$\frac{12g-3.2g}{12g}$×100%=73.3%；故答案为：73.3%
实验反思：本实验中如果缺少C装置，水蒸气会通过，E装置也具有吸水性，因此E装置会增重，氧元素的质量偏大，则测得样品中铁的质量分数会偏小；
故答案为：（1）d     （2）ca   （3）73.3%   （4）偏小．

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．