Question

16．化學(xué)興趣小組同學(xué)為測(cè)定某赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
Ⅰ．甲同學(xué)取一定質(zhì)量的赤鐵礦石粉末與過量的碳粉混合后，用如圖所示裝置以合理的操作步驟測(cè)定（雜質(zhì)始終不變）
（1）實(shí)驗(yàn)中持續(xù)通入干燥的氮?dú)猓�加熱前緩緩�(fù)ㄈ氲獨(dú)庖欢螘r(shí)間，其作用是排盡裝置內(nèi)的空氣．
（2）停止加熱前是否需要先斷開a和b連接以防止倒吸？為什么？不需要，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中持續(xù)通入氮?dú)猓?br />（3）如果氫氧化鈉溶液對(duì)二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學(xué)用氫氧化鈉溶液的質(zhì)量變化測(cè)定得到的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏�。ㄟx填“偏大”“偏小”“準(zhǔn)確”），原因是有一氧化碳生成或氮?dú)庠诩訜崤懦鰰r(shí)帶走水蒸氣或C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO或過量C與CO₂反應(yīng)．
Ⅱ．乙同學(xué)取該赤鐵礦石樣品10g，加入足量稀鹽酸，正好完全反應(yīng)后共用去稀鹽酸100g，過濾得到濾渣2g（雜質(zhì)既不溶于水也不溶于酸）．請(qǐng)你計(jì)算赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和所用鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）由于裝置內(nèi)空氣中的氧氣能與碳反應(yīng)生成二氧化碳，據(jù)此分析通入氮?dú)獾淖饔茫?br />（2）不需要，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)�，所以不�?huì)出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
（3）根據(jù)反應(yīng)會(huì)生成一氧化碳，氣體會(huì)帶走一部分水蒸氣，從而造成氫氧化鈉溶液質(zhì)量的減少分析；
Ⅱ、氧化鐵和鹽酸可發(fā)生反應(yīng)，所以剩余后的濾渣是樣品中的雜質(zhì)，從而可計(jì)算出礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，反應(yīng)后溶液是氯化鐵溶液，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，可根據(jù)化學(xué)方程式求溶質(zhì)的質(zhì)量，溶液的質(zhì)量可根據(jù)公式：“反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=反應(yīng)前加入的所有物質(zhì)質(zhì)量之和-雜質(zhì)的質(zhì)量-氣體的質(zhì)量-沉淀的質(zhì)量”來求出，結(jié)合已知量和方程式進(jìn)行計(jì)算即可

解答 解：Ⅰ、（1）加熱前就通入一段時(shí)間氮?dú)�，是要提前排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；
（2）因整個(gè)過程都通氮?dú)�，所以不�?huì)出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
（3）由于在高溫條件下，碳與氧化鐵也會(huì)生成一氧化碳，如果氫氧化鈉溶液是足量的，對(duì)二氧化碳的吸收是完全的，而CO不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，排出時(shí)會(huì)帶走部分溶液中的水蒸氣，從而造成氫氧化鈉溶液質(zhì)量的減少，使測(cè)得CO₂質(zhì)量偏小，導(dǎo)致氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏��；
Ⅱ、氧化鐵和鹽酸可發(fā)生反應(yīng)，所以剩余后的濾渣是樣品中的雜質(zhì)，赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10g-2g}{10g}$×100%=80%；
氧化鐵的質(zhì)量是8g，設(shè)反應(yīng)生成氯化鐵的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O
160  219
8g     x
$\frac{160}{8g}=\frac{219}{x}$
 x=10.95g
  $\frac{10.95g}{100g}×100%$=10.95% 
答：赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為10.95%；
故答案為：
Ⅰ、（1）排盡裝置內(nèi)的空氣  
（2）不需要，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中持續(xù)通入氮?dú)?nbsp;
（3）偏小，有一氧化碳生成或氮?dú)庠诩訜崤懦鰰r(shí)帶走水蒸氣 或C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO 或 過量C與CO₂反應(yīng)
Ⅱ、80%；10.95%

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問題，有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)是中考的熱點(diǎn)之一，解答計(jì)算時(shí)要據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和方程式細(xì)心分析解答．