Question

為了測定含雜質的氧化鐵（雜質不參加反應）樣品中氧化鐵的質量分數，某同學稱取該樣品10 g，并用下圖所示的裝置進行實驗，

得到如下兩組數據：

	反應前	氧化鐵完全反應后
A組	玻璃管和樣品的質量43.7 g	玻璃管和固體物質的質量41.3 g
B組	廣口瓶和澄清石灰水的質量180 g	廣口瓶和瓶內物質的質量186.2 g

 
試回答：
（1）①你認為，應當選擇        組的數據來計算樣品中的氧化鐵的質量分數，請寫出具體解題過程。
②請解釋你不選另一組數據進行計算的原因                                            
                                                                         。
（2）這位同學所用裝置的不足之處是                           。

Answer 1

（1） ① A    80% 
②廣口瓶敞口放置，所以廣口瓶中質量變化除了生成二氧化碳外，還受外部空氣的影響，（或者氫氧化鈣溶液吸收生成二氧化碳不完全。）
（2）缺少尾氣回收裝置。

試題分析：（1）①應該用A組數據計算，由于玻璃管中的氧化鐵被CO還原，生成了鐵，故玻璃管內固體的質量會變小，且減少的質量，即為參加反應的氧化鐵中氧元素的質量，據此進行計算即可。
根據題意，反應前玻璃管和固體樣品的質量是43.7g，反應結束后玻璃管和固體樣品的質量是41.3g，即固體質量減少2.4g，也就是參加反應的氧化鐵中氧元素的質量為2.4g；
則氧化鐵的質量為=2.4g÷=8g，
所以，樣品中的氧化鐵的質量分數=×100% = 80%。
②由于廣口瓶敞口放置，故廣口瓶中的氫氧化鈣溶液會與空氣中的二氧化碳反應，故其質量的變化，可能由于受外部空氣的影響而變大；當然，由于不確定氫氧化鈣溶液是否足量，故無法確定反應過程中生成的二氧化碳是否被完全吸收完，也就不能確定生成的二氧化碳的質量，所以無法計算，故不選擇B組數據進行計算。
（2）由于CO有毒，若直接排入空氣中，會對空氣造成污染，故需尾氣處理，而實驗裝置中就缺少尾氣回收裝置。  
點評：解答本題的關鍵是，要能將質量守恒定律的元素守恒思想，運用到解題過程中，結合還原反應的特征，判斷出固體質量的減少量為氧化鐵被奪去的氧元素的質量；此外，關于數據的選擇，要注意不要忽略氫氧化鈣微溶這個隱含條件，否則容易出錯。