Question

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．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（假设杂质不发生变化）．请回答下列问题：
（1）装置b中发生的化学反应方程式为______．
（2）实验中持续通入干燥的氮气．加热前缓缓通入一段时间，其作用是______．
（3）反应结束后，甲同学熄灭喷灯的火焰后，马上停止通入N₂，可能出现的不良后果是______．
（4）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______（填“偏大”、“偏小”或“准确”），其理由是______．
（5）该实验所用装置存在的缺陷是______．

Answer 1

解：（1）由装置可知，在高温条件下，碳与氧化铁反应生成的二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以，装置b中发生的化学反应方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（2）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．
（3）反应结束后，甲同学熄灭喷灯的火焰后，马上停止通入N₂，会使玻璃管内的温度降低，压强减小，可能出现的不良后果是：b中的NaOH溶液会倒吸入a中造成硬质玻璃管破裂．
（4）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；
（5）由于尾气中含有一氧化碳能污染空气，所以装置存在的问题是：缺少尾气处理．
故答为：（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（2）将装置内的空气排尽；（3）b中的NaOH溶液会倒吸入a中造成硬质玻璃管破裂．（4）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；（5）缺少尾气处理．
分析：（1）在高温条件下，碳与氧化铁反应生成的二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，根据反应写出反应的方程式；
（2）由于装置内空气中的氧气能与碳反应生成二氧化碳，据此分析通入氮气的作用；
（3）根据装置内压强的变化分析反应结束后，熄灭喷灯的火焰后，马上停止通入N₂，出现的后果；
（4）根据反应会生成一氧化碳和气体带走一部分水蒸气造成氢氧化钠溶液质量的减少分析；
（5）根据尾气中含有一氧化碳能污染空气分析装置存在的问题．
点评：本题主要考查了实验设计的问题，有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便．