Question

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Fe₂O₃，（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（即單質鐵是否已經(jīng)完全被氧化），并測定各成分的質量分數(shù)，設計了以下探究實驗．
【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10.0g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，稱得其質量為8g．
步驟3：按如右圖所示裝置，將得到的8g 固體與足量稀硫酸反應，
用電子秤稱得反應前后總質量差為0.2g．
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，稱得其質量為1.20g
【交流討論】
（1）由步驟1得出的結論是

 

．
（2）步驟2目的是

 

．
（3）小明認為0.2g差值即為H₂的質量，產(chǎn)生H₂的化學方程式是

 

，并由此計算出樣品中單質鐵的質量為

 

g．
（4）經(jīng)過以上實驗，同學們確定了該“脫氧劑”的各成份的質量分數(shù)，其中Fe₂O₃的質量分數(shù)為

 

%．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,金屬的化學性質,酸的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）根據(jù)單質的鐵能被磁鐵吸附進行分析；
（2）根據(jù)氯化鈉能溶于水，鐵粉、活性炭不易溶于水，可通過加水溶解掉氯化鈉進行分析；
（3）根據(jù)鐵和硫酸反應會生成硫酸亞鐵和氫氣，然后結合題中的數(shù)據(jù)進行分析；
（4）根據(jù)步驟2中溶解前后的質量差可知氯化鈉的質量為：2g；根據(jù)步驟4中濾渣為活性炭可知質量為1.2g；根據(jù)生成的氫氣的質量為可求出與硫酸反應的鐵的質量，最后剩余的是氧化鐵，可知氧化鐵的質量分數(shù)．

解答：解：（1）由用磁鐵接近樣品，發(fā)現(xiàn)磁鐵吸引了部分黑色固體，說明了樣品中含有單質的鐵；
（2）將樣品加足量水充分攪拌溶解，將樣品中的氯化鈉溶解掉了；
（3）稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
將得到的8g 固體與足量稀硫酸反應，用電子秤稱得反應前后總質量差為0.2g，所以氫氣的質量是0.2g，
設參加反應的鐵的質量是x，所以
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
56             2
x             0.2g

56

x

=

2

0.2g

x=5.6g
（4）通過分析可知樣品中含有氧化鐵的質量為：10g-2g-1.2g-5.6g=1.2g，
所以氧化鐵的質量分數(shù)為：

1.2g

10g

×100%=12%．
故答案為：（1）樣品中含有單質鐵；
（2）溶解樣品中氯化鈉；
（3）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，5.6g；
（4）12．

點評：解答本題的關鍵是要掌握鐵的物理性質和化學性質兩方面的知識及其化學方程式的書寫方法并結合信息給與的數(shù)據(jù)，只有這樣才能對問題做出正確的判斷，難度較大．