Question

工业铁红的主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO、Fe₃O₄．为了测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学进行了如下实验，请你参与过程分析．

【资料1】
草酸晶体（H₂C₂O₄?3H₂O）在浓H₂SO₄作用下受热分解，化学方程式为：H₂C₂O₄?3H₂O

浓H2SO4

△

CO₂↑+CO↑+4H₂O
（1）图2可用作草酸分解制取气体的装置是

 

（填字母编号）．
【资料2】
碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物，可以吸收水分和二氧化碳；
【资料3】
浓硫酸具有吸水性，可以干燥气体；
【资料4】
氢氧化钠溶液和石灰水类似都可以与二氧化碳反应，但吸收能力比石灰水强
【问题讨论】
用图2所示装置进行实验：
（2）实验前应先

 

．
（3）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是

 

（填字母编号）．
a．浓硫酸        b．澄清的石灰水      c．氢氧化钠溶液
（4）B装置的作用是

 

．
（5）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式

 

．
【数据分析与计算】
【资料5】
铁的常见氧化物中铁的质量分数：

铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
铁的质量分数	77.8%	70.0%	72.4%

（6）称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数．
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g，则

 

＜m＜

 

．
②待充分反应、冷却后，将D中的固体放入足量的稀硫酸溶液中，产生氢气质量为0.27g，则此铁红样品中铁的质量分数是多少？[写出详细计算过程]
解题过程：
【实验评价】
反思1：请指出[问题讨论]中实验装置的一个明显缺陷

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,一氧化碳还原氧化铁,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）草酸晶体（H₂C₂O₄?3H₂O）在浓硫酸作用下受热分解，因此选用d装置；
（2）实验前应先检查装置的气密性；
（3）二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收，用澄清的石灰水检验，还可以检验二氧化碳是否除尽，二氧化碳可以用浓硫酸干燥；
（4）检验二氧化碳是否除尽；
（5）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，配平即可；
（6）如果全部是氧化铁，铁的最少量是10g×70%=7.0g，如果全部是氧化亚铁，铁的最大量是10g×77.8%=7.78g；根据氢气的质量计算出铁的质量；
实验装置的一个明显缺陷：缺少尾气处理装置．

解答：解：（1）草酸晶体（H₂C₂O₄?3H₂O）在浓硫酸作用下受热分解，因此选用d装置，故答案为：d；
（2）实验前应先检查装置的气密性，故答案为：检查装置的气密性；
（3）二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收，用澄清的石灰水检验，还可以检验二氧化碳是否除尽，一氧化碳可以用浓硫酸干燥；故答案为：c、a；
（4）B装置还可以检验二氧化碳是否除尽，故答案为：验证二氧化碳已除尽；
（5）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，配平即可；故答案为：3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂；
（6）①如果全部是氧化铁，铁的最少量是10g×70%=7g，如果全部是氧化亚铁，铁的最大量是10g×77.8%=7.78g；故填：7g；7.78g；
②设产生0.27g氢气需要铁的质量为x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
x             0.27g

56

2

=

x

0.27g

x=7.56g
则铁红中铁的质量分数为：

7.56g

10.0g

×100%=75.6%
故填：75.6%．
【实验评价】实验装置的一个明显缺陷：缺少尾气处理装置．故答案为：缺少尾气处理装置．

点评：本考点属于实验探究题，实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验现象和分析，得到了正确的结论，属于实验过程和结论的探究．同学们要具体分析，综合掌握．本题型主要出现在实验题中．