Question

某同学为测定10g某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，利用稀硫酸和锌粒制取氢气，设计了下图所示的装置，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）．
请回答有关问题：
得到如下数据：

装置	B	C
反应前质量	84.3g	294.1g
反应后质量	81.9g	296.8g

（1）请计算该赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数．（写出计算过程）

 

（2）该实验还可测定组成水中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、氧元素的质量比为

 

（只列式，不计算）；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”）．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量

专题：科学探究

分析：（1）根据反应生成水的质量，可以计算氧化铁的质量，进一步可以计算该赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数；
玻璃管中反应前后物质的质量差即为氧化铁中氧元素的质量，根据氧元素的质量可以计算氧化铁的质量，进一步可以计算该赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数；
（2）反应生成水的质量和氧化铁中氧元素的质量差即为水中氢元素的质量；
无论玻璃管中的氧化铁是否完全反应，都不影响水中氢元素和氧元素的质量比．

解答：解：（1）解法一：解：设样品中氧化铁的质量为x，
生成水的质量为296.8g-294.1g=2.7g，
3H₂+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3H₂O，
    160            54
     x             2.7g

160

54

=

x

2.7g

，
x=8g，
赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数为：

8g

10g

×100%=80%，
故填：80%；
解法二：解：氧化铁中氧元素的质量为84.3g-81.9g=2.4g，
氧化铁中氧元素的质量分数为

48

160

×100%=30%，
氧化铁的质量为：2.4g÷30%=8g，
赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数为：

8g

10g

×100%=80%，
故填：80%；
（2）水中氢、氧元素的质量比为：[（296.8g-294.1g）-（84.3g-81.9g）]：（84.3g-81.9g）；
无论玻璃管中的氧化铁是否完全反应，都不影响水中氢元素和氧元素的质量比，因此若玻璃管中的氧化铁没有完全反应，则求得水中氢、氧元素的质量比不变．
故填：[（296.8g-294.1g）-（84.3g-81.9g）]：（84.3g-81.9g）；不变．

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．