Question

化學(xué)興趣小組的同學(xué)對一份固體樣品進行了探究．通過實驗已確定該樣品由氧化鐵和鐵粉混合而成．為進一步探究各成分的含量，他們稱取了13.6g固體樣品，用圖1所示的裝置繼續(xù)實驗，測定的部分數(shù)據(jù)如圖2所示．

【實驗步驟】
（1）按圖連接裝置，并檢查裝置氣密性．稱取13.6g樣品，放入硬質(zhì)玻璃管中；
（2）先通一段時間CO，再點燃酒精噴燈；
（3）待反應(yīng)結(jié)束，熄滅酒精噴燈，再緩緩?fù)�入一段時間CO；
（4）冷卻至室溫，稱取硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量
（5）測定澄清石灰水較反應(yīng)前增重4.4g
反應(yīng)前先通CO的目的

 

；硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；廣口瓶中觀察到的現(xiàn)象

 

．
【數(shù)據(jù)處理】
請你根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，計算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)．（請在答題紙上寫出完整的解題步驟）
【問題討論】
（1）有同學(xué)不贊同使用步驟（5）中的數(shù)據(jù)，原因是

 

．
（2）從環(huán)境保護的角度，請你提出一個實驗改進的措施

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,一氧化碳還原氧化鐵,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：【實驗步驟】根據(jù)一氧化碳屬于可燃性氣體，不純?nèi)菀装l(fā)生爆炸，一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳以及二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行解答；
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量減少的部分是氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，根據(jù)氧元素的質(zhì)量可以計算氧化鐵的質(zhì)量，從而進一步求出樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)進行解答；
【問題討論】
（1）根據(jù)氫氧化鈣微溶于水，所以二氧化碳不一定全部被吸收或一氧化碳從溶液中逸出帶走部分水蒸氣進行解答；
（2）根據(jù)一氧化碳有毒，會污染空氣進行解答．

解答：解：【實驗步驟】一氧化碳屬于可燃性氣體，不純?nèi)菀装l(fā)生爆炸，所以反應(yīng)前先通CO的目的排盡空氣，防止發(fā)生爆炸；一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以廣口瓶中觀察到的現(xiàn)象澄清石灰水變渾濁；故填：排盡空氣，防止發(fā)生爆炸；3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；澄清石灰水變渾濁；
【數(shù)據(jù)處理】
設(shè)固體樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x．
氧化鐵中氧元素的質(zhì)量為：13.6g-11.2g=2.4g
則有：x×

48

160

×100%=2.4g
x=8g
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)=

8g

13.6g

×100%=58.8%
答：固體樣品中氧化鐵的質(zhì)量是8g．
【問題討論】
（1）氫氧化鈣微溶于水，所以二氧化碳不一定全部被吸收或一氧化碳從溶液中逸出帶走部分水蒸氣，所以不贊同使用步驟（5）中的數(shù)據(jù)；故填：二氧化碳不能被完全吸收或一氧化碳從溶液中逸出帶走部分水蒸氣；
（2）一氧化碳有毒，會污染空氣，所以實驗改進的措施導(dǎo)管口點燃一盞酒精燈或用氣球收集尾氣．故填：導(dǎo)管口點燃一盞酒精燈或用氣球收集尾氣．

點評：本題對一氧化碳還原氧化鐵進行了綜合的考查，既包括方程式、實驗步驟、裝置等知識的考查，又考查了相關(guān)計算，有一定的難度．