Question

4．小宋想在實驗室里利用氧化鐵和過量炭粉進行反應制取單質(zhì)鐵，并測量其中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)．
（1）設計了如圖所示的實驗裝置．

（2）查閱資料：氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應．實驗室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉 （NaNO₂）飽和溶液混合加熱反應制得氮氣，同時生成水和氯化鈉．請寫出該反應的化學方程式NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂↑+NaCl+2H₂O．
（3）實驗操作及實驗現(xiàn)象：
①按圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性，稱取8.00g氧化鐵與4.00g炭粉混合均勻，放入硬質(zhì)玻璃管中，稱取澄清石灰水及試管的總質(zhì)量為100.00g；
②加熱前，先通一段時間純凈干燥的氮氣，這樣做的目的是除去裝置內(nèi)原有空氣；
③停止通入N₂后，夾緊彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水變渾濁；
④待反應結(jié)束，需再通一段時間的干燥氮氣，這樣做的目的是推動氣流，帶動裝置內(nèi)殘余氣體，使其被澄清石灰水完全吸收．冷卻至室溫，稱得澄清石灰水和試管的總質(zhì)量為102.64g．
（4）數(shù)據(jù)處理：經(jīng)計算，原氧化鐵中樣品中，氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為80%．
（5）小宋經(jīng)過思考，發(fā)現(xiàn)以上操作得出的實驗結(jié)果偏小（填“偏大”、“偏小”或“準確”）．

Answer 1

分析 （2）根據(jù)反應物、生成物及其質(zhì)量守恒定律可以書寫化學方程式；
（3）根據(jù)通入氮氣的作用解答；
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行解答；
（5）根據(jù)實驗操作確定對實驗結(jié)果的影響．

解答 解：（2）用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉 （NaNO₂）飽和溶液混合加熱反應制得氮氣，同時生成水和氯化鈉，該反應的化學方程式為：NaNO₂+NH₄Cl=NaCl+2H₂O+N₂↑；故填：NaNO₂+NH₄Cl=NaCl+2H₂O+N₂↑；
（3）②加熱前，先通一段時間純凈干燥的氮氣，可以除去裝置內(nèi)原有空氣，防止對實驗造成影響，故填：除去裝置內(nèi)原有空氣；   
 ③待反應結(jié)束，需再通一段時間的干燥氮氣，可以推動氣流，帶動裝置內(nèi)殘余氣體，使其被澄清石灰水完全吸收，故填：推動氣流，帶動裝置內(nèi)殘余氣體，使其被澄清石灰水完全吸收；
（4）生成二氧化碳的質(zhì)量為：102.64g-100g=2.64g
設氧化鐵的質(zhì)量為x，則有：
2Fe₂O₃+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂
320                               132
x                                   2.64g
$\frac{320}{132}=\frac{x}{2.64g}$
x=6.4g
原氧化鐵中樣品中，氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{6.4g}{8.00g}×100%$=80%；
故填：80%；
 （5）由于使用的是氫氧化鈣溶液吸收二氧化碳，可能會導致二氧化碳吸收不完全，導致計算的結(jié)果偏小，故填：偏�。�

點評 化學實驗現(xiàn)象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應關(guān)系，并有助于提高觀察、實驗能力．