Question

某同学为测定12g含杂质的氧化铁样品中氧化铁的质量分数，利用稀硫酸和锌粒制取氢气，设计了下图所示的装置，进行有关的实验探究（提示：3H₂+Fe₂O₃

高温  .

Fe+3H₂O，杂质不参加反应，假定每步均完全反应或吸收）．请回答有关问题：

称量项目	反应前	反应后
B玻璃管及所盛固体的质量	86.3g	83.9g
C洗气瓶和所盛浓硫酸的质量	284.2g	286.9g

（1）请计算样品中氧化铁的质量分数．（写出计算步骤，计算结果精确到0.1%）
（2）该实验还可测定组成水的各元素之间的质量关系，请用表中实验数据列式表示出水中氢、氧元素的质量比为

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的干燥（除水）,氢气的制取和检验

专题：综合实验题

分析：（1）C装置为浓硫酸，吸收反应生成的水，故C装置增加的重量就是生成的水的质量，然后根据化学方程式，根据水的质量求出氧化铁的质量，然后计算出氧化铁的质量分数．
（2）根据B装置中减少的质量为氧元素的质量，又根据C装置中增加的质量为水的质量，水由氢元素和氧元素组成，故水的质量减去氧元素的质量就是氢元素的质量，故而可求出氢氧元素的质量比．

解答：解：
（1）生成水的质量为286.9g-284.2g=2.7g
设样品中氧化铁的质量为X
3H₂+Fe₂O3

高温  .

2Fe+3H₂O
     160           3×18
      x             2.7g
        

160

3×18

=

x

2.7g

        x=8g
样品中氧化铁的质量分数为

8g

12g

×100%≈66.7%
答：样品中氧化铁的质量分数为66.7%
（2）根据B装置中减少的质量为氧元素的质量，即86.3g-83.9g，又根据C装置中增加的质量为水的质量，水由氢元素和氧元素组成，故水的质量减去氧元素的质量就是氢元素的质量，即（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g），故氢元素和氧元素的质量比为：【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）；
答案：
（1）样品中氧化铁的质量分数为66.7%．
（2）【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）；

点评：根据所给的实验数据分析，B装置减少的质量是氧元素的质量，C装置增加的质量是反应生成的水的质量，这是解决本题的关键．