Question

某同學為測定12g含雜質的氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數(shù)，利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，設計了下圖所示的裝置，進行有關的實驗探究（提示：3H₂+Fe₂O₃

高溫  .

Fe+3H₂O，雜質不參加反應，假定每步均完全反應或吸收）．請回答有關問題：

稱量項目	反應前	反應后
B玻璃管及所盛固體的質量	86.3g	83.9g
C洗氣瓶和所盛濃硫酸的質量	284.2g	286.9g

（1）請計算樣品中氧化鐵的質量分數(shù)．（寫出計算步驟，計算結果精確到0.1%）
（2）該實驗還可測定組成水的各元素之間的質量關系，請用表中實驗數(shù)據(jù)列式表示出水中氫、氧元素的質量比為

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,氣體的干燥（除水）,氫氣的制取和檢驗

專題：綜合實驗題

分析：（1）C裝置為濃硫酸，吸收反應生成的水，故C裝置增加的重量就是生成的水的質量，然后根據(jù)化學方程式，根據(jù)水的質量求出氧化鐵的質量，然后計算出氧化鐵的質量分數(shù)．
（2）根據(jù)B裝置中減少的質量為氧元素的質量，又根據(jù)C裝置中增加的質量為水的質量，水由氫元素和氧元素組成，故水的質量減去氧元素的質量就是氫元素的質量，故而可求出氫氧元素的質量比．

解答：解：
（1）生成水的質量為286.9g-284.2g=2.7g
設樣品中氧化鐵的質量為X
3H₂+Fe₂O3

高溫  .

2Fe+3H₂O
     160           3×18
      x             2.7g
        

160

3×18

=

x

2.7g

        x=8g
樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為

8g

12g

×100%≈66.7%
答：樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為66.7%
（2）根據(jù)B裝置中減少的質量為氧元素的質量，即86.3g-83.9g，又根據(jù)C裝置中增加的質量為水的質量，水由氫元素和氧元素組成，故水的質量減去氧元素的質量就是氫元素的質量，即（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g），故氫元素和氧元素的質量比為：【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）；
答案：
（1）樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為66.7%．
（2）【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）；

點評：根據(jù)所給的實驗數(shù)據(jù)分析，B裝置減少的質量是氧元素的質量，C裝置增加的質量是反應生成的水的質量，這是解決本題的關鍵．