Question

“陽(yáng)光”牌小包裝“脫氧劑”成份為Fe粉、活性炭及少量NaCl、水．某�；瘜W(xué)興趣小組欲探究該“脫氧劑”中Fe粉和活性炭質(zhì)量之比，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下探究過(guò)程，請(qǐng)你參與實(shí)驗(yàn)并回答有關(guān)問(wèn)題．
步驟（1）取某食品包裝袋中的“陽(yáng)光”牌“脫氧劑”一袋，將里面的固體倒在濾紙上，仔細(xì)觀察，固體為灰黑色粉末，夾雜著一些紅棕色粉末．由此得出的結(jié)論為上述“脫氧劑”中的鐵已部分被______；
步驟（2）將步驟（1）中的固體溶于水，過(guò)濾，將濾渣洗滌、干燥．該步驟的目的是______；
步驟（3）取步驟（2）中的濾渣，將其分為兩等份，每一份質(zhì)量為8.0g．將其中一份在氧氣流中充分灼燒，生成的氣體全部通入足量得澄清石灰水，得到干燥、純凈的沉淀20.0 g．8.0 g濾渣中活性炭的質(zhì)量為_(kāi)_____；
步驟（4）將步驟（3）中的另一份濾渣放入燒杯中，加入一定體積2.0mol/L的稀H₂SO₄，微熱至反應(yīng)完全．請(qǐng)寫出有氫氣生成的化學(xué)反應(yīng)方程式______；
步驟（5）向步驟（4）中的混合物中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾得到的固體經(jīng)洗滌后轉(zhuǎn)移到坩堝中充分加熱、灼燒，冷卻、稱量，得到6.4gFe₂O₃固體．
結(jié)論：該“脫氧劑”中的Fe粉和活性炭質(zhì)量之比為_(kāi)_____．

Answer 1

解：（1）取某食品包裝袋中的“陽(yáng)光”牌“脫氧劑”一袋將里面的固體倒在濾紙上，仔細(xì)觀察，固體為灰黑色粉末，夾雜著一些紅棕色粉末判斷為氧化鐵，由此得出的結(jié)論為上述“脫氧劑”中的鐵已部分被氧化；在金屬鐵的氧化物中，只有氧化鐵是紅棕色的固體，所以“脫氧劑”中的紅棕色物質(zhì)為Fe₂O₃；
故答案為：氧化；
（2）脫氧劑”成份為Fe粉、活性炭及少量NaCl、水，將步驟（1）中的固體溶于水，過(guò)濾，將濾渣洗滌、干燥．該步驟的目的是除去NaCl；
故答案為：除去NaCl；
（3）取步驟（2）中的濾渣，將其分為兩等份，每一份質(zhì)量為8.0g．將其中一份在氧氣流中充分灼燒，生成的氣體全部通入足量得澄清石灰水，得到干燥、純凈的沉淀20.0 g，依據(jù)脫氧劑”成份為Fe粉、活性炭及少量NaCl、水，分析可知，生成二氧化碳的只有活性炭，依據(jù)碳元素守恒，C～CO₂～CaCO₃，得到碳物質(zhì)的量為0.2mol；所以8.0 g濾渣中活性炭的質(zhì)量為0.2mol×12g/mol=2.4g
故答案為：2.4g；
（4）將步驟（3）中的另一份濾渣放入燒杯中，加入一定體積2.0mol/L的稀H₂SO₄，微熱至反應(yīng)完全，有氫氣生成，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；故答案為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，向金屬鐵以及氧化鐵的混合物中加入一定體積足量的稀H₂SO₄，微熱至反應(yīng)完全．再加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾后會(huì)得固體氫氧化鐵，經(jīng)洗滌后轉(zhuǎn)移到坩堝中充分加熱，灼燒，冷卻、稱量，得到固體氧化鐵質(zhì)量為6.4g即為0.04mol，則根據(jù)鐵元素守恒，金屬鐵的物質(zhì)的量為0.08mol；所以Fe粉和活性炭質(zhì)量之比=0.08×56：2.4=28：15
故答案為：28：15（或4.48：2.4）
分析：（1）根據(jù)金屬鐵以及氧化物的顏色知識(shí)來(lái)回答；
（2）以除去“脫氧劑”中NaCl和水；
（3）根據(jù)碳元素守恒來(lái)計(jì)算；
（4）根據(jù)金屬鐵和酸反應(yīng)生成氫氣分析判斷；
（5）鐵、氧化鐵和硫酸發(fā)應(yīng)生成硫酸亞鐵以及硫酸鐵，加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾后得固體，經(jīng)洗滌后轉(zhuǎn)移到坩堝中充分加熱，冷卻、稱量，得到固體為氫氧化鐵，據(jù)此來(lái)計(jì)算；
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算的能力，解題的關(guān)鍵是正確分析數(shù)量關(guān)系，題目難度中等．