Question

【题目】某化学兴趣小组的同学为了测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数。

Ⅰ．甲同学取一定质量的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后，用如图所示装置以合理的操作步骤测定（假设杂质始终不发生变化）。

（1）实验中持续通入干燥的氮气。加热前就缓缓通入氮气一段时间，其作用是_____。

（2）停止加热前是否需要先断开a和b的连接处以防止倒吸？为什么？_____。

（3）如果氢氧化钠溶液对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用氢氧化钠溶液的质量变化测定出氧化铁的质量分数将_____（选填“偏大”、“偏小”或“准 确”），原因是_____。

Ⅱ．乙同学取矿石样品10g，加入足量稀盐酸，完全反应后，共用去稀盐酸109.5g，过滤得到滤渣2g（假设杂质既不溶于水也不与酸发生反应）。请你和乙同学一起计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数和反应后溶液中溶质的质量分数____。（请写出计算过程）

Answer 1

【答案】将装置内的空气排尽 不需要断开，还需要继续通入氮气 偏小 氢氧化钠增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小 80%、13.8%

【解析】

Ⅰ．（1）由题意实验的目的可知，由于装置内空气中的氧气能与碳反应生成二氧化碳，影响实验测定的准确性。所以，通入氮气的作用是：将装置内的空气排尽。

（2）反应结束后，微粒防止还原出的铁重新被氧化，还需要继续通入氮气。

（3）由于在高温条件下，碳与氧化铁也会生成一氧化碳，如果氢氧化钠溶液是足量的，对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用氢氧化钠溶液的增重测定出氧化铁的质量分数将偏小，其理由：使氢氧化钠增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小；

故答案为：（1）将装置内的空气排尽；（2）不需要断开，还需要继续通入氮气；（3）偏小，氢氧化钠增重的质量因一氧化碳的生成和气体带走的水蒸气而偏小；

Ⅱ．铁矿石的质量分数

设和8g Fe2O3反应生成FeCl3质量为x。

溶液中FeCl3的质量分数

答：赤铁矿石中氧化铁的质量分数和反应后溶液中氯化铁的质量分数分别是80%、13.8%