Question

【題目】還原鐵粉是結構疏松的單質鐵，是重要的工業原料。

I．物質制備。還原鐵粉的某種制備工藝流程如下：

（1）“轉化”時溫度需控制在35℃以下，防止受熱分解的物質是_____。

（2）“干燥”過程中有少量的FeCO3轉化為FeOOH和CO2，此時與FeCO3反應的物質有_____（填化學式）

（3）FeCO3和 FeOOH在空氣中焙燒轉化為Fe2O3，FeOOH轉化為Fe2O3的反應類型是_____。寫出Fe2O3在高溫條件下與碳（C）反應生成Fe和CO2的化學方程式：_____。

Ⅱ．成分研究。“暖寶寶”一般由還原鐵粉、活性炭和氯化鈉等組成。

（實驗目的）測定未開啟的“暖寶寶”中鐵的質量分數。

（實驗過程）如圖五所示，甲同學稱得反應前總質量為85g，打開活塞待稀鹽酸全部滴入后立即關閉活塞。錐形瓶內的現象有：固體逐漸減少，_____。反應完畢后測得錐形瓶和反應后混合物的總質量為84.8g。

（評價反思）

（1）乙同學認為甲同學方案誤差較大，于是設計如圖六的方案。甲同學方案誤差較大的原因是_____。

（2）丙同學認為乙同學方案即使操作無失誤，測量結果仍會偏大，原因是_____。

（3）丙同學設計了圖七的實驗裝置。利用該裝置實驗時，在氣密性良好的前提下，如果往錐形瓶中注入的稀鹽酸體積為V1mL，等充分反應并且待裝置冷卻后，觀察右側注射器讀數増加V2mL．實驗條件下氫氣密度為 d g/mL．則樣品中鐵的質量分數為_____。

Answer 1

【答案】碳酸氫銨 H2O、O2 分解反應 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑　。 產生大量氣泡，溶液由無色變為淺綠色 反應前裝置內氣體為空氣，反應后裝置內氣體是氫氣，相同體積的氫氣質量比空氣小得多　。 分液漏斗中的稀鹽酸進入錐形瓶會排出一定體積的氣體　。 280（V2﹣V1）d%　。

【解析】

I、（1）“轉化”時溫度需控制在35℃以下，碳酸氫銨受熱易分解，所以防止受熱分解的物質是碳酸氫銨，故填碳酸氫銨。

（2）“干燥”過程中有少量的FeCO3轉化為FeOOH和CO2，根據生成物有氫元素且鐵的化合價升高，則一定含有氧化劑，所以此時與FeCO3反應的物質有 H2O、O2，故填H2O、O2。

（3）FeCO3和 FeOOH在空氣中焙燒轉化為Fe2O3，FeOOH轉化為Fe2O3時，根據質量守恒定律可得還生成水，對應的化學方程式為2FeOOHFe2O3+H2O，屬于一變多，屬于分解反應，故填分解反應。

Fe2O3在高溫條件下與碳（C）反應生成Fe和CO2，故反應的化學方程式寫為：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑。

Ⅱ、（1）鐵與稀鹽酸反應時的現象是產生大量氣泡，溶液由無色變為淺綠色，故填產生大量氣泡，溶液由無色變為淺綠色。

（2）甲同學方案誤差較大的原因是反應前裝置內氣體為空氣，反應后裝置內氣體是氫氣，相同體積的氫氣質量比空氣小得多，故填反應前裝置內氣體為空氣，反應后裝置內氣體是氫氣，相同體積的氫氣質量比空氣小得多。

（3）丙同學認為乙同學方案即使操作無失誤，測量結果仍會偏大，原因是分液漏斗中的稀鹽酸進入錐形瓶會排出一定體積的氣體，故填分液漏斗中的稀鹽酸進入錐形瓶會排出一定體積的氣體。

（4）解：生成氫氣的體積為（V2﹣V1）mL，則生成氫氣的質量為（V2﹣V1）mL×d g/mL

設樣品中鐵的質量分數為x

56：2＝10gx：（（V2﹣V1）mL×d g/mL）

x＝280（V2﹣V1）d％

答：樣品中鐵的質量分數為280（V2﹣V1）d％。