Question

2．为了测定某样品中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数（杂质不含铁元素，且不溶于水和酸），化学兴趣小组的同学进行了如下的实验．
【查阅资料】
草酸（H₂C₂O₄）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：H₂C₂O₄ $\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$ CO₂↑+CO↑+H₂O
【实验设计及操作】用如图所示装置进行实验：

【问题讨论】
（1）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是③（填序号）．
①浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液 ②石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸
③氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸
（2）E中反应的化学方程式是  Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）上述实验装置的一处明显缺陷是：没有处理尾气．
【数据处理】
称取样品mg，用上述装置进行实验，充分反应后称量F装置增重ng．则样品中氧化铁质量分数为$\frac{4000n}{33m}$%．（假设完全吸收）
【实验反思】
当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，则测得的样品中氧化铁的质量分数无影响（填“偏大”，“偏小”，“无影响”）．

Answer 1

分析 【问题讨论】
浓硫酸能够吸收水蒸气，氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
高温条件下，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳；
一氧化碳有毒，扩散到空气中污染环境；
【数据处理】
根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算；
【实验反思】
当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，高温条件下，铁能被进来的空气中的氧气氧化．

解答 解：【问题讨论】
（1）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸，这是因为通过氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳，通过石灰水可以判断二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收，通过浓硫酸可以产生水蒸气．
故填：③．
（2）E中高温条件下，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）上述实验装置的一处明显缺陷是没有处理尾气．
故填：没有处理尾气．
【数据处理】
设氧化铁质量为x，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，
160                              132
x                                  ng
$\frac{160}{x}$=$\frac{132}{ng}$，
x=$\frac{160}{132}$ng，
则样品中氧化铁质量分数为：$\frac{160ng}{132mg}$×100%=$\frac{4000n}{33m}$%，
故填：$\frac{4000n}{33m}$%．
【实验反思】
当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，高温条件下，铁能被进来的空气中的氧气氧化，但是由于是根据F装置中的吸收的二氧化碳质量进行计算，因此对测得的样品中氧化铁的质量分数无影响．
故填：无影响．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．