Question

某課外活動(dòng)小組的同學(xué)用如圖所示裝置，對(duì)氧化鐵粉末（含少量鐵粉）樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去．請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定

 

（2）課外活動(dòng)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，應(yīng)注意加熱前先通一會(huì)兒氫氣，目的是

 

，反應(yīng)完后，還要繼續(xù)通氫氣到試管冷卻，是為了

 

（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)化學(xué)方程式如表（H₂的化學(xué)性質(zhì)與CO相似）：請(qǐng)完成表格．

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	化學(xué)方程式
A中反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡；	A中：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
B中   粉末逐漸變黑色；	B中：   ．

（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理：經(jīng)過(guò)規(guī)范的操作和正確的稱量，得到如下兩組數(shù)據(jù)（B中反應(yīng)完全，C中吸收完全）：

	反應(yīng)前	氧化鐵完全反應(yīng)后
①組	B：玻璃管的質(zhì)量32.4克 氧化鐵樣品的質(zhì)量10.0克	B：玻璃管和管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量40.0克
②組	C：干燥管和生石灰質(zhì)量40．O克	C：干燥管和管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量43.0克

通過(guò)計(jì)算，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同．你覺得應(yīng)該選擇

 

組數(shù)據(jù)．樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．
（5）問(wèn)題和討論：
經(jīng)過(guò)討論，同學(xué)們對(duì)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，在

 

（填2個(gè)裝置代號(hào)）之間增加了一個(gè)如圖所示的D裝置，再次實(shí)驗(yàn)后，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本相同．圖D裝置里的液體是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,氫氣的制取和檢驗(yàn),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,氫氣的化學(xué)性質(zhì)與燃燒實(shí)驗(yàn)

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)后的結(jié)論來(lái)判斷實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（2）氫氣易燃易爆，實(shí)驗(yàn)開始先通氫氣；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為防止鐵被氧化，停止加熱后還要通入氫氣．
（3）由圖可知，氫氣與氧化鐵反應(yīng)推斷現(xiàn)象，則根據(jù)反應(yīng)原理寫出化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)反應(yīng)可知：氧化銅被氫氣還原生成銅和水，故質(zhì)量應(yīng)該減少，可以據(jù)此作答；
（5）根據(jù)分析第二組實(shí)驗(yàn)結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，故只要加入一個(gè)干燥裝置即可．

解答：解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)最后計(jì)算的結(jié)果及實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以判斷該實(shí)驗(yàn)是：測(cè)定氧化鐵粉末中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)的；
（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入氫氣，待試管中的空氣被排凈后，再給氧化鐵加熱，以防試管內(nèi)的混合氣體受熱發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先熄滅酒精燈，待試管冷卻后，再停止通氫氣，目的是使還原出來(lái)的鐵在氫氣環(huán)境下冷卻，防止空氣進(jìn)入試管中致使灼熱的鐵被再度氧化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失�。�
（3）氫氣與氧化鐵反應(yīng)生成鐵粉，B中紅色粉末逐漸變黑色；方程式為：Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂0．
（4）第二組實(shí)驗(yàn)結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，使得計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確；所以選①組
根據(jù)氧化銅和氫氣的反應(yīng)可以知道：氧化鐵中的氧元素和氫氣中氫元素結(jié)合生成了水，所以固體的質(zhì)量應(yīng)該減少；
設(shè)：樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂0  固體減少
160          112       160-112=48
x                      32.4g+10g-40g=2.4g
則

160

x

=

48

2.4g

，解得x=8.0g
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8.0g

10.0g

×100%=80%；
（5）根據(jù)分析第二組實(shí)驗(yàn)結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，所以應(yīng)該在A和B之間加一個(gè)干燥裝置；裝置中加入濃硫酸．
故答案為：（1）測(cè)定氧化銅粉末中氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)的；
（2）防止爆炸；防止空氣進(jìn)入試管中致使灼熱的銅被再度氧化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗；
（3）紅色；Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂
（4）①；80%
（5）AB；濃硫酸

點(diǎn)評(píng)：此題是一道綜合題，解題的重點(diǎn)質(zhì)量守恒定律等知識(shí)進(jìn)行的計(jì)算，是一道能訓(xùn)練學(xué)生思維的綜合題．