Question

为了测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数，化学兴趣小组的同学设计了两种实验方案（假设该赤铁矿中的杂质既不溶于水，也不发生反应）．
【资料】CuO、Fe₂O₃等金属氧化物与酸反应，生成金属化合物和水，金属元素化合价反应前后不变，如：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．请写出氧化铁与稀硫酸反应的化学方程式

 

【实验探究】方案Ⅰ取8g赤铁矿粉，加入足量稀硫酸，完全反应后过滤，得到1.6g滤渣．则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为

 

．
方案Ⅱ如图，取8g赤铁矿粉与过量的焦炭粉混合后加强热，充分反应．测得氢氧化钠溶液反应前后质量增加了1.32g．如果产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，根据所学反应3C+2Fe₂O₃

高温  .

4Fe+3CO₂↑计算，赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为

 

．
【实验分析】方案Ⅰ测出的氧化铁的质量分数明显大于方案Ⅱ的结果，可能的原因是

 

（写一种即可）．
【实验反思】方案Ⅱ中点燃酒精喷灯前缓慢通入氮气的作用是

 

，若省去此操作则会导致测出的氧化铁的质量分数

 

（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,酸的化学性质,碳的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：【资料】根据氧化铁与稀硫酸的反应，写出反应的化学方程式
【实验探究】方案I：赤铁矿粉的质量减去滤渣的质量为氧化铁的质量，从而进一步可求出赤铁矿粉中氧化铁的质量分数；
方案Ⅱ：氢氧化钠溶液因为吸收二氧化碳质量增加，增加的质量即为二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可求出氧化铁的质量，进一步求出赤铁矿粉中氧化铁的质量分数；
【实验分析】根据二氧化碳能否全部吸收等分析；
【实验反思】根据空气中含有二氧化碳等分析．

解答：解：【资料】氧化铁与稀硫酸反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
【实验探究】方案I：则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为：

8．g-1.6g

8g

×100%=80%；
方案Ⅱ：
解：设赤铁矿粉中氧化铁的质量为X．
     3C+2Fe₂O₃

高温  .

4Fe+3CO₂
         320            132
         X              1.32g
     

320

132

=

x

1.32g

  解得：X=3.2g
     赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为：

3.2g

8g

×100%=40%
【实验分析】方案Ⅰ测出的氧化铁的质量分数明显大于方案Ⅱ的结果，可能的原因是方案Ⅱ生成的二氧化碳与过量的碳反应生成一氧化碳，不能全部被氢氧化钠溶液吸收
【实验反思】由于硬质玻璃管中含有空气，空气中含有二氧化碳等，所以，方案Ⅱ中点燃酒精喷灯前缓慢通入氮气的作用是将装置内的空气排尽，若省去此操作则会导致测出的氧化铁的质量分数偏大．
故答为：【资料】Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
【实验探究】方案I：80%；方案Ⅱ：40%；
【实验分析】方案Ⅱ生成的二氧化碳与过量的碳反应生成一氧化碳，不能全部被氢氧化钠溶液吸收；
【实验反思】将装置内的空气排尽，偏大．

点评：本题综合性较强，可谓考查详尽，即考查了知识，又培养了学生的细心、耐心分析解决问题的能力．