Question

【题目】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。

（查阅资料）

①草酸晶体在浓H2SO4作用下受热分解，化学方程式为：H2C2O43H2OCO2↑+CO↑+4H2O

②碱石灰是固体NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳

③铁的常见氧化物中铁的质量分数：

称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红的质量分数。

（1）D中充分反应后得到Fe粉的质量为mg，则_______＜m＜_______。

（2）实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是_______。

（实验评价）

（4）反思1：本实验中如果缺少F装置(不考虑其它因素)，则测得样品中铁的质量分数会_____(填 “偏小”、“不变”或“偏大”)。

（5）反思2：请指出实验装置的一个明显缺陷_________。

（6）取出适量铁加入稀硫酸中恰好完全反应得到硫酸亚铁溶液，将一包由6.5克锌、4.8克镁、2.4克碳 混合而成的粉末，加入到此溶液中。实验结束后，测得剩余固体中含有三种物质。则剩余固体的质量可能是（___________）

A 19g B 21g C 20g D 19.2g

Answer 1

【答案】7.0 7.78 76.0% 偏小 缺少尾气处理装置或未检验水是否除尽 A

【解析】

工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，样品中铁的质量分数等于样品中铁的质量除以样品的质量。

（1）根据铁红中三种铁的氧化物的含铁量，氧化铁中铁元素的质量分数最小，氧化亚铁中铁元素的质量分数最大，假设铁红中完全为氧化铁，则D中充分反应后得到铁粉的质量为

，假设铁红中完全为氧化亚铁，则D中充分反应后得到铁粉的质量为

，D中充分反应后得到Fe粉的质量为mg，则7.0g＜m＜7.78g。

（2）实验前后称得E装置增重6.6g即为一氧化碳还原铁的氧化物后生成的二氧化碳的质量，由化学方程式即质量守恒定律可知，二氧化碳中氧元素有一半来自于铁的氧化物，质量为，则此铁红中铁的质量分数为。

（4）反思1：本实验中如果缺少F装置(不考虑其它因素)，E装置会吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，导致质量偏大，计算出的氧元素的质量偏大，导致测定样品中铁的质量分数偏小。

（5）反思2：实验装置的一个明显缺陷是缺少尾气处理装置或未检验水是否除尽。

（6）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，镁的金属活动性强于锌，锌强于铁，镁先和硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，碳不参与反应，实验结束后，测得剩余固体中含有三种物质，剩余固体中含有碳、铁，镁。

设6.5克锌完全反应生成铁的质量为x

设4.8克镁完全反应生成的铁的质量为y

剩余固体的最大质量可能为。

故选A。