Question

6．實驗室有一包暗紅色粉末樣品可能是MgCO₃、Fe₂O₃和FeO的混合物．經(jīng)測定后，結論是不存在FeO．
I．某學生想自己設計實驗方案，以證明樣品中確實沒有FeO．除樣品外，實驗室只提供以下試劑：KMnO₄溶液、稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液，請你描述實驗操作的步驟、實驗現(xiàn)象和結論：取少量樣品溶于試管中，配成溶液后，再滴入幾滴稀硫酸和幾滴KMnO₄溶液，只要溶液不褪色或不變淺，即說明樣品中無FeO．
Ⅱ．測定混合物中Fe₂O₃的含量
實驗室可用多種方法測定上述樣品中Fe₂O₃的質量分數(shù)，某同學準備用如圖所示各儀器 按一定順序連接成一套完整的裝置進行實驗，以測定Fe₂O₃的質量分數(shù)．

請回答下列問題：
（1）盛裝鹽酸的儀器的名稱是分液漏斗，裝置的連接順序是B→D→A→C（填圖中序號字母，各儀器只能選用一次）．
（2）實驗過程中需要持續(xù)通入空氣，其作用除可以起到“攪拌”A、D中反應物以實現(xiàn)充分反應外，還有一個重要作用是將反應產(chǎn)生的CO₂氣體盡可能徹底的趕入裝置A中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（3）為提高測定的準確度，在B中最應加入的物質是下列各項中的d（填序號）．
a．飽和NaHCO₃溶液    b．蒸餾水
c．濃硫酸    d．NaOH溶液
（4）在進行實驗方案評價時，有同學認為不必測定A中沉淀的質量，而只要測出裝置A在吸收反應產(chǎn)生的氣體前后的質量差，就能完成實驗要求．實驗證明，若用此法測得Fe₂O₃的質量分數(shù)將偏低（填“偏大”“偏小”或“不變”之一）．

Answer 1

分析 Ⅰ．若Fe₂O₃中含有FeO，利用稀酸（非氧化性）溶解后生成的亞鐵離子，則具有還原性，而給出的試劑中KMnO₄溶液具有強氧化性，可利用KMnO₄溶液褪色來證明；根據(jù)檢驗方法寫出實驗操作時的步驟、實驗現(xiàn)象和結論；
Ⅱ．（1）盛放鹽酸的儀器為分液漏斗；先分析實驗方案，利用裝置B除去空氣中的二氧化碳，然后用空氣將裝置D產(chǎn)生的二氧化碳完全趕到裝置A中，為了避免空氣中水和二氧化碳干擾，裝置A需要連接吸收二氧化碳和水的裝置，據(jù)此對裝置進行排序；
（2）根據(jù)通入空氣還可以將碳酸鈣與鹽酸反應生成的二氧化碳驅趕到裝置B中分析；
（3）空氣中含有二氧化碳，會影響實驗測定，需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（4）由于反應生成的二氧化碳中含有雜質氯化氫和水，導致測定的裝置A的質量差增大，測定碳酸鈣質量偏大，氧化鐵的質量分數(shù)偏低．

解答 解：Ⅰ．若Fe₂O₃中含有FeO，利用稀酸（非氧化性）溶解后生成的亞鐵離子，則具有還原性，而給出的試劑中KMnO₄溶液具有強氧化性，可使KMnO₄溶液褪色，
則選擇試劑為稀硫酸、KMnO₄溶液；實驗操作時的步驟、實驗現(xiàn)象和結論為：取少量樣品溶于試管中，配成溶液后，再滴入幾滴稀硫酸和幾滴KMnO₄溶液，只要溶液不褪色或不變淺，即說明樣品中無FeO，
故答案為：取少量樣品溶于試管中，配成溶液后，再滴入幾滴稀硫酸和幾滴KMnO₄溶液，只要溶液不褪色或不變淺，即說明樣品中無FeO；
Ⅱ．（1）根據(jù)圖示可知，盛放鹽酸的裝置為分液漏斗；測定樣品中Fe₂O₃的質量分數(shù)，先根據(jù)碳酸鈣產(chǎn)生的二氧化碳的質量計算出碳酸鈣的質量，再根據(jù)樣品質量計算出氧化鐵的質量分數(shù)，儀器連接順序為：先將空氣通入盛有氫氧化鈉溶液的裝置B，以便除去空氣中的二氧化碳，然后利用空氣將裝置D中產(chǎn)生的二氧化碳驅趕到裝置A，利用二氧化碳與氫氧化鋇生成的碳酸鋇沉淀的質量計算出碳酸鈣的質量，由于空氣中的二氧化碳、水蒸氣影響測定結果，需要在裝置A后連接一個吸收二氧化碳、水蒸氣的裝置C，所以裝置連接順序為：BDAC，
故答案為：分液漏斗；B；D；A；C；
（2）實驗過程中需要持續(xù)通入空氣，其作用除可以起到“攪拌”A、D中反應物達到充分反應外，還可以使反應生成的二氧化碳盡可能徹底的趕入裝置A中，使反應生成的二氧化碳能夠被氫氧化鋇溶液完全吸收，
故答案為：將反應產(chǎn)生的CO₂氣體盡可能徹底的趕入裝置A中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（3）空氣中含有二氧化碳，會影響實驗測定，而裝置B中應該盛放氫氧化鈉溶液，從而吸收空氣中的二氧化碳，避免空氣中的二氧化碳影響測定結果，故d正確，
故答案為：d；
（4）由于裝置D生成的二氧化碳中混有氯化氫和水，導致裝置A在吸收反應產(chǎn)生的氣體前后的質量差偏大，測定的二氧化碳的質量偏大，碳酸鈣的質量會偏大，樣品中氧化鐵的質量偏小，氧化鐵的質量分數(shù)會偏低，
故答案為：偏低．

點評 本題考查了測定物質的組成的方法，題目難度中等，明確亞鐵離子具有還原性是檢驗氧化亞鐵存在的關鍵，注意根據(jù)實驗現(xiàn)象和結論的關系來解答，本題在注重對學生基礎知識訓練和檢驗的同時，側重對學生實驗答題能力的培養(yǎng)和方法與技巧的指導和訓練，有利于提高學生的實驗設計能力和應試能力．