Question

14．某科學小組利用如圖裝置對 FeSO₄•nH₂O 晶體中的結晶水的含量進行測定（鐵架臺等已省略）． 已知：①FeSO4 和 FeSO₄•nH₂O 加熱時易被空氣氧化；②FeSO₄•nH₂O $\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$ FeSO₄+nH₂O；③堿石灰是生石灰和氫氧化鈉的混合物．

實驗步驟如下：

請回答：
（1）步驟Ⅰ打開 K₁導入二氧化碳氣體，排盡裝置中的空氣，其目的是防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄和FeSO₄•nH₂O．
（2）步驟Ⅳ中的操作乙是通二氧化碳直至 C 裝置冷卻至室溫，則操作甲指的是加熱直至晶體質量不再變化．
（3）有同學建議，為加快產生 CO₂的速率，可將 A 中裝置中鹽酸濃度增大、石灰石磨成粉狀．試問，制取氣體時反應速度是否越快越好？其理由是不是，這是因為反應速率過快時容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等．
（4）步驟Ⅵ稱量，若晶體 FeSO₄•nH₂O 質量為 m，反應前后 C 裝置質量減少了 m₁，D 裝置質量增加了m₂，則此晶體中的結晶水的百分含量為$\frac{m_{1}}{m}$×100%=$\frac{100m_{1}}{m}$%（用字母表示）

Answer 1

分析 （1）步驟Ⅰ打開 K₁導入二氧化碳氣體，排盡裝置中的空氣，其目的是防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄ 和 FeSO₄•nH₂O；
（2）加熱直至晶體質量不再變化后，應該繼續(xù)通二氧化碳直至 C 裝置冷卻至室溫，這樣能夠防止液體倒吸；
（3）因為反應速率過快時容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等，因此制取氣體時反應速度并不是越快越好，要根據實際情況而定；
（4）步驟Ⅵ稱量，若晶體 FeSO₄•nH₂O 質量為 m，反應前后 C 裝置質量減少了 m₁，說明結晶水的質量是 m₁，D 裝置質量增加了m₂，說明D裝置吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳的質量和是m₂．

解答 解：（1）步驟Ⅰ打開 K₁導入二氧化碳氣體，排盡裝置中的空氣，其目的是防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄ 和 FeSO₄•nH₂O．
故填：防止空氣中的氧氣氧化FeSO₄ 和 FeSO₄•nH₂O．
（2）步驟Ⅳ中的操作乙是通二氧化碳直至 C 裝置冷卻至室溫，則操作甲指的是加熱直至晶體質量不再變化．
故填：加熱直至晶體質量不再變化．
（3）因為反應速率過快時容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等，因此制取氣體時反應速度并不是越快越好，要根據實際情況而定．
故填：不是，這是因為反應速率過快時容易發(fā)生安全事故，不利于收集氣體等．
（4）步驟Ⅵ稱量，若晶體 FeSO₄•nH₂O 質量為 m，反應前后 C 裝置質量減少了 m₁，說明結晶水的質量是 m₁，D 裝置質量增加了m₂，說明D裝置吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳的質量和是m₂，因此此晶體中的結晶水的百分含量為：$\frac{m_{1}}{m}$×100%=$\frac{100m_{1}}{m}$%．
故填：$\frac{m_{1}}{m}$×100%=$\frac{100m_{1}}{m}$%．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．