Question

3．某化学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究．通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成．他们称取了13.6g固体样品，用图1所示的装置继续实验，测定的部分数据如图2所示．

请回答问题并计算：
（1）实验加热前持续通入干燥的CO一段时间，其作用是排尽空气，防止发生爆炸
（2）固体样品中氧化铁的质量是8克．
（3）在上述反应后的固体中加入100g稀盐酸，恰好完全反应，求反应后所得溶液中溶质的质量分数．（结果精确到0.1%）
反思：如果氢氧化钙溶液对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用氢氧化钙溶液的质最变化测定出氧化铁的质量分数将偏小（选填“偏大”、“偏小”或“准确”），原因是氢氧化钙增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小．

Answer 1

分析 （1）根据一氧化碳属于可燃性气体，不纯容易发生爆炸；
（2）根据反应前后固体质量减少的部分是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，从而进一步求出样品中氧化铁的质量分数进行解答；
（3）由于反应后所得的溶液中的溶质是氯化亚铁，根据化学方程式进行计算；
反思：根据反应会生成一氧化碳和气体带走一部分水蒸气造成氢氧化钠溶液质量的减少分析．

解答 解：（1）一氧化碳属于可燃性气体，不纯容易发生爆炸，所以反应前先通CO的目的排尽空气，防止发生爆炸；故填：排尽空气，防止发生爆炸；
（2）设固体样品中氧化铁的质量为w．
氧化铁中氧元素的质量为：13.6g-11.2g=2.4g
则有：w×$\frac{48}{160}$×100%=2.4g
w=8g
答：固体样品中氧化铁的质量是8g．
故填：8；
（3）设生成的FeCl₂和H₂质量分别为x、y，则
 Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
 56       127   2
11.2g      x    y
$\frac{56}{11.2g}=\frac{127}{x}$
x=25.4g
$\frac{56}{11.2g}=\frac{2}{y}$
y=0.4g
由于反应后所得的溶液中的溶质是氯化亚铁，故氯化亚铁的质量分数为：
$\frac{25.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=22.9%．
答：反应后所得溶液中溶质的质量分数为22.9%；
反思：由于在高温条件下，碳与氧化铁也会生成一氧化碳，如果氢氧化钙溶液是足量的，对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用氢氧化钙溶液的增重测定出氧化铁的质量分数将偏小，其理由：使氢氧化钙增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小；故填：偏小；氢氧化钙增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小．

点评 本题对一氧化碳还原氧化铁进行了综合的考查，既包括方程式、实验步骤、装置等知识的考查，又考查了相关计算，有一定的难度．