Question

【題目】工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4。為了測(cè)定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興 趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你參與過程分析。

（查閱資料）

①草酸晶體在濃H2SO4作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：H2C2O43H2OCO2↑+CO↑+4H2O

②堿石灰是固體NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸氣和二氧化碳

③鐵的常見氧化物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

稱取鐵紅樣品10.0g，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定鐵紅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（1）D中充分反應(yīng)后得到Fe粉的質(zhì)量為mg，則_______＜m＜_______。

（2）實(shí)驗(yàn)前后稱得E裝置增重6.6g，則此鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______。

（實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)）

（4）反思1：本實(shí)驗(yàn)中如果缺少F裝置(不考慮其它因素)，則測(cè)得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)_____(填 “偏小”、“不變”或“偏大”)。

（5）反思2：請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷_________。

（6）取出適量鐵加入稀硫酸中恰好完全反應(yīng)得到硫酸亞鐵溶液，將一包由6.5克鋅、4.8克鎂、2.4克碳 混合而成的粉末，加入到此溶液中。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得剩余固體中含有三種物質(zhì)。則剩余固體的質(zhì)量可能是（___________）

A 19g B 21g C 20g D 19.2g

Answer 1

【答案】7.0 7.78 76.0% 偏小 缺少尾氣處理裝置或未檢驗(yàn)水是否除盡 A

【解析】

工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于樣品中鐵的質(zhì)量除以樣品的質(zhì)量。

（1）根據(jù)鐵紅中三種鐵的氧化物的含鐵量，氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，氧化亞鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，假設(shè)鐵紅中完全為氧化鐵，則D中充分反應(yīng)后得到鐵粉的質(zhì)量為

，假設(shè)鐵紅中完全為氧化亞鐵，則D中充分反應(yīng)后得到鐵粉的質(zhì)量為

，D中充分反應(yīng)后得到Fe粉的質(zhì)量為mg，則7.0g＜m＜7.78g。

（2）實(shí)驗(yàn)前后稱得E裝置增重6.6g即為一氧化碳還原鐵的氧化物后生成的二氧化碳的質(zhì)量，由化學(xué)方程式即質(zhì)量守恒定律可知，二氧化碳中氧元素有一半來自于鐵的氧化物，質(zhì)量為，則此鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

（4）反思1：本實(shí)驗(yàn)中如果缺少F裝置(不考慮其它因素)，E裝置會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，導(dǎo)致質(zhì)量偏大，計(jì)算出的氧元素的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致測(cè)定樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。

（5）反思2：實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷是缺少尾氣處理裝置或未檢驗(yàn)水是否除盡。

（6）鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，鎂的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于鋅，鋅強(qiáng)于鐵，鎂先和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鎂和鐵，鋅和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋅和鐵，碳不參與反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得剩余固體中含有三種物質(zhì)，剩余固體中含有碳、鐵，鎂。

設(shè)6.5克鋅完全反應(yīng)生成鐵的質(zhì)量為x

設(shè)4.8克鎂完全反應(yīng)生成的鐵的質(zhì)量為y

剩余固體的最大質(zhì)量可能為。

故選A。