(2012?連云港)一化學興趣小組對某月餅包裝盒中的“脫氧劑”很好奇,他們觀察到“脫氧劑”外包裝標注的成分為鐵粉、活性炭和氯化鈉,打開發(fā)現(xiàn)灰黑色的固體中還夾雜著少量紅棕色粉末.
【資料獲悉】鐵系“脫氧劑”的作用原理是利用鐵能被氧氣氧化,從而達到除氧保鮮的目的.
【教師指導】鐵被氧氣氧化最終產物為紅棕色的Fe
2O
3(其他產物忽略不計).
【探究目的】小組同學欲探究該“脫氧劑”是否已經失效(即單質鐵是否已經完全被氧化),并測定各成分的質量分數(shù),設計了以下探究實驗.
【實驗探究】
步驟1:小剛用磁鐵接近樣品,發(fā)現(xiàn)磁鐵吸引了部分黑色固體.
步驟2:稱取10.00g樣品與一燒杯中,加足量水充分攪拌溶解后,過濾,將濾渣洗滌、干燥、稱得其質量為7.28g.
步驟3:按如下裝置,將得到的7.28g固體與足量稀硫酸反應,用電子秤稱得反應前后總質量差為0.15g.
步驟4:將錐形瓶中反應后的液體過濾,并將濾渣洗滌、干燥后,稱得其質量為1.20g.
【交流討論】
(1)由步驟1得出的結論是
樣品中含有單質的鐵
樣品中含有單質的鐵
.
(2)步驟2目的是
溶解樣品中氯化鈉
溶解樣品中氯化鈉
,檢驗該濾液中溶質的方法是
取少量濾液于試管中,滴加硝酸銀溶液,產生白色沉淀,說明溶質為氯化鈉
取少量濾液于試管中,滴加硝酸銀溶液,產生白色沉淀,說明溶質為氯化鈉
.
(3)步驟3中儀器A的名稱為
分液漏斗
分液漏斗
.
小明認為0.15g差值即為H
2的質量,并由此計算出樣品中單質鐵的質量為4.20g.
小華提出在裝置的a導管處應該再連接一個盛有堿石灰的干燥管,他這樣做的理由是
防止氫氣排出時帶出一部分水,使得氫氣質量增加,減少對氫氣質量的測定產生的誤差
防止氫氣排出時帶出一部分水,使得氫氣質量增加,減少對氫氣質量的測定產生的誤差
.
(4)如果步驟4中濾渣沒有經過洗滌,則稱得的質量
>
>
1.20g(填“>”或“=”或“<”)
【教師指導】樣品在稀硫酸中除了Fe、Fe
2O
3分別能與稀硫酸反應外,還存在反應:Fe+Fe
2(SO
4)
3=3FeSO
4.因此,小明用產生H
2的質量計算樣品中鐵的質量不合理.實際上,樣品中單質鐵的質量應該是與酸反應消耗的鐵和與Fe
2(SO
4)
3反應消耗鐵的質量總和.
【學生實驗】小紅將步驟3的裝置進行了改進,重新稱取10.00g樣品進行實驗,并準確測得固體與足量稀硫酸反應前后總質量差為0.14g.
【數(shù)據(jù)處理】由于反應過程較復雜,小組同學在老師的幫助下,推算出與Fe
2(SO
4)
3反應消耗鐵的質量為0.56g.
【請你參與】
(1)寫出Fe
2O
3與稀硫酸反應的化學方程式.
(2)請根據(jù)以上數(shù)據(jù),計算該樣品中各成分的質量分數(shù).