一化學興趣小組對某月餅包裝盒中的“脫氧劑”很好奇,他們觀察到“脫氧劑”外包裝標注的成分為鐵粉、活性炭和氯化鈉,打開發(fā)現(xiàn)灰黑色的固體中還夾雜著少量紅棕色粉末.
【資料獲悉】鐵系“脫氧劑”的作用原理是利用鐵能被氧氣氧化,從而達到除氧保鮮的目的.
【教師指導】鐵被氧氣氧化最終產(chǎn)物為紅棕色的Fe
2O
3(其他產(chǎn)物忽略不計).
【探究目的】小組同學欲探究該“脫氧劑”是否已經(jīng)失效(即單質(zhì)鐵是否已經(jīng)完全被氧化),并測定各成分的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計了以下探究實驗.
【實驗探究】
步驟1:小剛用磁鐵接近樣品,發(fā)現(xiàn)磁鐵吸引了部分黑色固體.
步驟2:稱取10.00g樣品于一燒杯中,加足量水充分攪拌溶解后,過濾,將濾渣洗滌、干燥、稱得其質(zhì)量為7.28g.
步驟3:如圖,將得到的7.28g固體與足量稀硫酸反應,用電子秤稱得反應前后總質(zhì)量差為0.15g.
步驟4:將錐形瓶中反應后的液體過濾,并將濾渣洗滌、干燥后,稱得其質(zhì)量為1.20g.
【交流討論】
(1)由步驟1得出的結(jié)論是
樣品中含有單質(zhì)鐵
樣品中含有單質(zhì)鐵
.
(2)步驟2的目的為了推測出“脫氧劑”含有
NaCl
NaCl
(填物質(zhì)的化學式),其質(zhì)量為
2.72g
2.72g
.
(3)步驟3中儀器A的名稱為
錐形瓶
錐形瓶
.
小明認為0.15g差值即為H
2的質(zhì)量,并由此計算出樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為4.20g.
小華提出在裝置的a導管處應該再連接一個盛有堿石灰(氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物)的干燥管,他這樣做的目的是
除去H2中混有的水蒸氣,減少對氫氣質(zhì)量的測定產(chǎn)生的誤差
除去H2中混有的水蒸氣,減少對氫氣質(zhì)量的測定產(chǎn)生的誤差
.
(4)步驟4中濾渣是
C
C
(填化學式),如果沒有經(jīng)過洗滌,則稱得的質(zhì)量
>
>
1.20g(填“>”、“<”或“=”).
【教師指導】樣品在稀硫酸中除了Fe、Fe
2O
3分別能與稀硫酸反應外,還存在反應:
Fe+Fe
2(SO
4)
3=3FeSO
4.因此,小明用產(chǎn)生H
2的質(zhì)量計算樣品中鐵的質(zhì)量不合理.實際上,樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量應該是與酸反應消耗的鐵和與Fe
2(SO
4)
3反應消耗鐵的質(zhì)量總和.
【學生實驗】小紅將步驟3的裝置進行了改進,重新稱取10.00g樣品進行實驗,并準確測得固體與足量稀硫酸反應前后總質(zhì)量差為0.14g.
【數(shù)據(jù)處理】由于反應過程較復雜,小組同學在老師的幫助下,推算出與Fe
2(SO
4)
3反應消耗鐵的質(zhì)量為0.56g.
【請你參與】
(1)寫出Fe
2O
3與稀硫酸反應的化學方程式.
(2)請根據(jù)以上數(shù)據(jù),計算樣品中Fe
2O
3的質(zhì)量分數(shù).