Question

为了测定某样品中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数（杂质不含铁元素，且不溶于水和酸），化学兴趣小组的同学进行了如下的实验。

（查阅资料）

1．草酸（H₂C₂O₄）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：

H₂C₂O₄ CO₂↑+CO↑+H₂O

2．碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气

（实验设计及操作）用下图所示装置进行实验：

（问题讨论）

（1）装药品前应先              ，实验中观察到E中现象是：固体颜色   ；

（2）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是    （填序号）。

① 浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液  

② 石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸

③ 氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸

（3）G的作用是                   ；E中反应的化学方程式是       ；

（4）当E中固体完全反应后，      处应先停止加热（填序号A或E）；

（5）上述实验装置的一处明显缺陷是：                         。

（数据处理）

称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量F装置增重4.4g。则样品中氧

化铁质量分数为        。

（实验反思）

当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，则测得的样品中氧化铁的质量分数

          （填“偏大”，“偏小”，“无影响”）。

Answer

【问题讨论】（1）检查装置的气密性 由红色变为黑色

（2）③ （3）隔离空气中的二氧化碳和水蒸气 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（4）E （5）未进行尾气处理

【数据处理】66.7% 【数据处理】偏小

【解析】

试题【问题讨论】（1）有气体参加、生成的反应，为了防止漏气，装药品前应先检查装置的气密性，实验中E中发生的反应方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，观察到现象是：固体颜色由红色变为黑色

（2）干燥气体应放在最后一步，氢氧化钠溶液是吸收二氧化碳，而石灰水是检验二氧化碳，所以进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸，选③

（3）G的作用是：隔离空气中的二氧化碳和水蒸气，防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入到装置F中，从而使二氧化碳质量偏大，E中反应的化学方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（4）当E中固体完全反应后，还要继续通入一氧化碳，防止灼热的铁又与空气中的氧气反应，使实验失败，且装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中，所以E处应先停止加热

（5）因为一氧化碳有毒，所以上述实验装置的一处明显缺陷是：未进行尾气处理

【数据处理】充分反应后称量F装置增重4.4g，即反应生成的二氧化碳质量为4.4g，再根据反应方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中Fe2O3与CO2的质量关系，即可求出Fe2O3的质量，进而计算样品中氧化铁质量分数

【解析】
设Fe2O3的质量为x

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 132

x 4.4g

160：132=x：4.4g

X=5.33g

∴样品中氧化铁质量分数=5.33g/8.0g×100%=66.7%

【数据处理】当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中，使二氧化碳的质量偏小，则测得的样品中氧化铁的质量分数也偏小