Question

一化學(xué)興趣小組對(duì)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(biāo)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(dá)到除氧保鮮的目的．
【教師指導(dǎo)】鐵被氧氣氧化最終產(chǎn)物為紅棕色的Fe₂O₃，（其他產(chǎn)物忽略不計(jì)）．
【探究目的】小組同學(xué)欲探究該“脫氧劑”是否已經(jīng)失效（即單質(zhì)鐵是否已經(jīng)完全被氧化），并測(cè)定各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了以下探究實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)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10.0g樣品于一燒杯中，加足量水充分?jǐn)嚢枞芙夂螅?br />過(guò)濾，將濾渣洗滌、干燥，稱得其質(zhì)量為8g．
步驟3：按如右圖所示裝置，將得到的8g 固體與足量稀硫酸反應(yīng)，
用電子秤稱得反應(yīng)前后總質(zhì)量差為0.2g．
步驟4：將錐形瓶中反應(yīng)后的液體過(guò)濾，并將濾渣洗滌、干燥后，稱得其質(zhì)量為1.20g
【交流討論】
（1）由步驟1得出的結(jié)論是

 

．
（2）步驟2目的是

 

．
（3）小明認(rèn)為0.2g差值即為H₂的質(zhì)量，產(chǎn)生H₂的化學(xué)方程式是

 

，并由此計(jì)算出樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為

 

g．
（4）經(jīng)過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們確定了該“脫氧劑”的各成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

%．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學(xué)性質(zhì),酸的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)單質(zhì)的鐵能被磁鐵吸附進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)氯化鈉能溶于水，鐵粉、活性炭不易溶于水，可通過(guò)加水溶解掉氯化鈉進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)鐵和硫酸反應(yīng)會(huì)生成硫酸亞鐵和氫氣，然后結(jié)合題中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)步驟2中溶解前后的質(zhì)量差可知氯化鈉的質(zhì)量為：2g；根據(jù)步驟4中濾渣為活性炭可知質(zhì)量為1.2g；根據(jù)生成的氫氣的質(zhì)量為可求出與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，最后剩余的是氧化鐵，可知氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）由用磁鐵接近樣品，發(fā)現(xiàn)磁鐵吸引了部分黑色固體，說(shuō)明了樣品中含有單質(zhì)的鐵；
（2）將樣品加足量水充分?jǐn)嚢枞芙�，將樣品中的氯化鈉溶解掉了；
（3）稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
將得到的8g 固體與足量稀硫酸反應(yīng)，用電子秤稱得反應(yīng)前后總質(zhì)量差為0.2g，所以氫氣的質(zhì)量是0.2g，
設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是x，所以
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
56             2
x             0.2g

56

x

=

2

0.2g

x=5.6g
（4）通過(guò)分析可知樣品中含有氧化鐵的質(zhì)量為：10g-2g-1.2g-5.6g=1.2g，
所以氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

1.2g

10g

×100%=12%．
故答案為：（1）樣品中含有單質(zhì)鐵；
（2）溶解樣品中氯化鈉；
（3）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，5.6g；
（4）12．

點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵是要掌握鐵的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)兩方面的知識(shí)及其化學(xué)方程式的書寫方法并結(jié)合信息給與的數(shù)據(jù)，只有這樣才能對(duì)問(wèn)題做出正確的判斷，難度較大．