Question

【題目】還原鐵粉是結(jié)構(gòu)疏松的單質(zhì)鐵，是重要的工業(yè)原料。

I．物質(zhì)制備。還原鐵粉的某種制備工藝流程如下：

（1）“轉(zhuǎn)化”時溫度需控制在35℃以下，防止受熱分解的物質(zhì)是_____。

（2）“干燥”過程中有少量的FeCO3轉(zhuǎn)化為FeOOH和CO2，此時與FeCO3反應(yīng)的物質(zhì)有_____（填化學式）

（3）FeCO3和 FeOOH在空氣中焙燒轉(zhuǎn)化為Fe2O3，F(xiàn)eOOH轉(zhuǎn)化為Fe2O3的反應(yīng)類型是_____。寫出Fe2O3在高溫條件下與碳（C）反應(yīng)生成Fe和CO2的化學方程式：_____。

Ⅱ．成分研究。“暖寶寶”一般由還原鐵粉、活性炭和氯化鈉等組成。

（實驗?zāi)康模�測定未開啟的“暖寶寶”中鐵的質(zhì)量分數(shù)。

（實驗過程）如圖五所示，甲同學稱得反應(yīng)前總質(zhì)量為85g，打開活塞待稀鹽酸全部滴入后立即關(guān)閉活塞。錐形瓶內(nèi)的現(xiàn)象有：固體逐漸減少，_____。反應(yīng)完畢后測得錐形瓶和反應(yīng)后混合物的總質(zhì)量為84.8g。

（評價反思）

（1）乙同學認為甲同學方案誤差較大，于是設(shè)計如圖六的方案。甲同學方案誤差較大的原因是_____。

（2）丙同學認為乙同學方案即使操作無失誤，測量結(jié)果仍會偏大，原因是_____。

（3）丙同學設(shè)計了圖七的實驗裝置。利用該裝置實驗時，在氣密性良好的前提下，如果往錐形瓶中注入的稀鹽酸體積為V1mL，等充分反應(yīng)并且待裝置冷卻后，觀察右側(cè)注射器讀數(shù)増加V2mL．實驗條件下氫氣密度為 d g/mL．則樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)為_____。

Answer 1

【答案】碳酸氫銨 H2O、O2 分解反應(yīng) 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑　。 產(chǎn)生大量氣泡，溶液由無色變?yōu)闇\綠色 反應(yīng)前裝置內(nèi)氣體為空氣，反應(yīng)后裝置內(nèi)氣體是氫氣，相同體積的氫氣質(zhì)量比空氣小得多　。 分液漏斗中的稀鹽酸進入錐形瓶會排出一定體積的氣體　。 280（V2﹣V1）d%　。

【解析】

I、（1）“轉(zhuǎn)化”時溫度需控制在35℃以下，碳酸氫銨受熱易分解，所以防止受熱分解的物質(zhì)是碳酸氫銨，故填碳酸氫銨。

（2）“干燥”過程中有少量的FeCO3轉(zhuǎn)化為FeOOH和CO2，根據(jù)生成物有氫元素且鐵的化合價升高，則一定含有氧化劑，所以此時與FeCO3反應(yīng)的物質(zhì)有 H2O、O2，故填H2O、O2。

（3）FeCO3和 FeOOH在空氣中焙燒轉(zhuǎn)化為Fe2O3，FeOOH轉(zhuǎn)化為Fe2O3時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得還生成水，對應(yīng)的化學方程式為2FeOOHFe2O3+H2O，屬于一變多，屬于分解反應(yīng)，故填分解反應(yīng)。

Fe2O3在高溫條件下與碳（C）反應(yīng)生成Fe和CO2，故反應(yīng)的化學方程式寫為：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑。

Ⅱ、（1）鐵與稀鹽酸反應(yīng)時的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量氣泡，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，故填產(chǎn)生大量氣泡，溶液由無色變?yōu)闇\綠色。

（2）甲同學方案誤差較大的原因是反應(yīng)前裝置內(nèi)氣體為空氣，反應(yīng)后裝置內(nèi)氣體是氫氣，相同體積的氫氣質(zhì)量比空氣小得多，故填反應(yīng)前裝置內(nèi)氣體為空氣，反應(yīng)后裝置內(nèi)氣體是氫氣，相同體積的氫氣質(zhì)量比空氣小得多。

（3）丙同學認為乙同學方案即使操作無失誤，測量結(jié)果仍會偏大，原因是分液漏斗中的稀鹽酸進入錐形瓶會排出一定體積的氣體，故填分液漏斗中的稀鹽酸進入錐形瓶會排出一定體積的氣體。

（4）解：生成氫氣的體積為（V2﹣V1）mL，則生成氫氣的質(zhì)量為（V2﹣V1）mL×d g/mL

設(shè)樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)為x

56：2＝10gx：（（V2﹣V1）mL×d g/mL）

x＝280（V2﹣V1）d％

答：樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)為280（V2﹣V1）d％。