Question

【題目】工業鐵紅的主要成分是 Fe2O3，還含有少量的 FeO、Fe3O4．草酸晶體（H2C2O43H2O）在濃硫酸作用下會受熱分解：H2C2O43H2OCO2↑+CO↑+4H2O．為了測定鐵紅中鐵的質量分數，興趣小組的同學在教師的指導下，利用如圖所示裝置（部 分固定裝置已略去）開展探究，并得到正確的結論．已知堿石灰是由固體氫氧化鈉和氧 化鈣組成的混合物，整套裝置氣密性良好，反應所需試劑均足量．請回答下列問題：

（1）用草酸晶體制取一氧化碳氣體，其發生裝置與實驗室用氯酸鉀制取氧氣裝置_____（填 “相同”或“不相同”）。

（2）進入 D 中的氣體是純凈、干燥的 CO，則 A、C 中的試劑依次是_____（填字母編號）。

a．濃硫酸 b．碳酸氫鈉溶液 c．氫氧化鈉溶液

（3）對 D 裝置加熱前和停止加熱后，都需要通入過量的 CO，其作用分別是：加熱前將裝置中的空氣排出，防止發生爆炸；停止加熱后_____。

（4） 寫出 D 裝置中所發生反應的一個化學方程式_____。

（5）稱取鐵紅樣品 10.0g，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵的質量分數．若實驗前后稱得 E 裝置增重 6.6g，則此鐵紅中鐵的質量分數是_____（精確到 0.1%）。

（6）本實驗中如果缺少 C 裝置（不考慮其它因素），則測得樣品中鐵的質量分數會_____（填“偏小”、“不變”或“偏大”）。

Answer 1

【答案】不相同 c、a 防止生成的鐵被重新氧化 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 76% 偏小

【解析】

（1）草酸晶體（H2C2O43H2O）在濃硫酸作用下受熱分解，該反應的反應物有液體，反應條件是加熱，應選擇固液反應且需要加熱的裝置，實驗室用氯酸鉀制取氧氣是固固加熱型裝置，裝置不相同；故填：不相同；
（2）A在應該放氫氧化鈉溶液，除去一氧化碳中的二氧化碳，B中的氫氧化鈣溶液用來驗證一氧化碳中的二氧化碳是否除盡，C中應該放濃硫酸，除去一氧化碳中的水蒸氣．故填：c、a；

（3）對 D 裝置加熱前和停止加熱后，都需要通入過量的 CO，其作用分別是：加熱前將裝置中的空氣排出，防止發生爆炸；停止加熱后，繼續通一氧化碳，防止生成的鐵被重新氧化。故填：防止生成的鐵被重新氧化；

（4）D裝置氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，發生反應的化學方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（5）E裝置增重6.6g，那么二氧化碳是6.6g，氧元素的質量=6.6g××100%=4.8g，因為4.8g氧元素的質量一半來自于一氧化碳，一半來自于鐵的氧化物，那么鐵紅中氧元素的質量是4.8g÷2=2.4g，則鐵紅中鐵的質量分數=×100%=76.0%；故填：76%；

（6）本實驗中如果缺少C裝置，空氣中水蒸氣會進入E裝置，導致二氧化碳的質量偏大，從而導致氧元素的質量偏大，會導致鐵元素的質量偏小，從而導致鐵紅中鐵元素的質量分數偏小；故填：偏小。