Question

18．為了測(cè)定某樣品中氧化鐵（Fe₂O₃）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（雜質(zhì)不含鐵元素，且不溶于水和酸），化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)．
【查閱資料】
①草酸（H₂C₂O₄）在濃硫酸作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+H₂O
②堿石灰能吸收二氧化碳和水蒸氣
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作】用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
 
【問(wèn)題討論】
（1）進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中依次是③（填序號(hào)）．
①濃硫酸、石灰水、氫氧化鈉溶液 ②石灰水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸
③氫氧化鈉溶液、石灰水、濃硫酸
（2）G的作用是防止空氣（中CO₂和水蒸氣）進(jìn)入F；
（3）E中反應(yīng)的化學(xué)方程式是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）上述實(shí)驗(yàn)裝置的一處明顯缺陷是：沒(méi)有處理尾氣裝置．
【數(shù)據(jù)處理】
稱取樣品mg，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后稱量F裝置增重ng．則樣品中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{160n}{132m}×100%$．
【實(shí)驗(yàn)反思】
當(dāng)觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，則測(cè)得的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小（填“偏大”，“偏小”，“無(wú)影響”）．

Answer 1

分析 【問(wèn)題討論】
從進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，就要除去混合氣體中的二氧化碳和水分；先用裝置中氫氧化鈉溶液除去混合氣體中的二氧化碳、再用石灰水檢驗(yàn)混合氣體中的二氧化碳是否除干凈、最后用濃硫酸是除去水分去分析解答；
從還要繼續(xù)通往CO，以便讓裝置E中的產(chǎn)生二氧化碳全部進(jìn)入F裝置去分析解答；一氧化碳在高溫的條件下將氧化鐵還原為鐵，同時(shí)生成二氧化碳；
從由于利用稱量F裝置增加重量（二氧化碳）去計(jì)算參加反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量，故要外界防止外界空氣（中CO₂和水蒸氣）進(jìn)入F去分析解答；
從反應(yīng)物CO是空氣污染物，在實(shí)驗(yàn)時(shí)要把剩余的CO除去去分析解答；
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實(shí)驗(yàn)反思】從裝置E中的產(chǎn)生二氧化碳沒(méi)有進(jìn)入F裝置，會(huì)導(dǎo)致F增加質(zhì)量減小，使二氧化碳質(zhì)量偏小，導(dǎo)致計(jì)算得出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小去分析解答．

解答 解：【問(wèn)題討論】（1）由草酸（H₂C₂O₄）在濃硫酸作用下受熱分解，化學(xué)方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O可知，由于進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，就要除去混合氣體中的二氧化碳和水分；先用裝置中氫氧化鈉溶液除去混合氣體中的二氧化碳、再用石灰水檢驗(yàn)混合氣體中的二氧化碳是否除干凈、最后用濃硫酸是除去水分；故答案為：③；
（2）由于利用稱量F裝置增加重量（二氧化碳）去計(jì)算參加反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量，故要外界防止外界空氣（中CO₂和水蒸氣）進(jìn)入F；故答案為：防止空氣（中CO₂和水蒸氣）進(jìn)入F；
（3）在高溫加熱的條件下氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）由于反應(yīng)物CO是空氣污染物，在實(shí)驗(yàn)時(shí)要把剩余的CO除去；故答案為：沒(méi)有處理尾氣裝置；
【數(shù)據(jù)處理】解：設(shè)樣品中氧化鐵的質(zhì)量分為X
               Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
               160                132         
             mg×x                 ng                              
$\frac{160}{132}=\frac{mgx}{ng}$
x=$\frac{160n}{132m}×100%$
故答案為：$\frac{160n}{132m}×100%$；
【實(shí)驗(yàn)反思】當(dāng)觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，裝置E中的產(chǎn)生二氧化碳沒(méi)有進(jìn)入F裝置，會(huì)導(dǎo)致F增加質(zhì)量減小，使二氧化碳質(zhì)量偏小，導(dǎo)致計(jì)算得出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減��；故答案為：偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)原理以及環(huán)保的問(wèn)題，化學(xué)方程式的計(jì)算，細(xì)心分析即可．