Question

（10分）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】
1．草酸（H₂C₂O₄）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：
H₂C₂O₄  CO₂↑+CO↑+H₂O
2．碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气
【实验设计及操作】用下图所示装置进行实验：

【问题讨论】
（1）装药品前应先              ，实验中观察到E中现象是：固体颜色   ；
（2）进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中依次是    （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
（3）G的作用是                   ；E中反应的化学方程式是       ；
（4）当E中固体完全反应后，      处应先停止加热（填序号A或E）；
（5）上述实验装置的一处明显缺陷是：                         。
【数据处理】
称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量F装置增重4.4g。则样品中氧
化铁质量分数为        。
【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
          （填“偏大”，“偏小”，“无影响”）。

Answer 1

【问题讨论】（1）检查装置的气密性  由红色变为黑色
（2）③   （3）隔离空气中的二氧化碳和水蒸气   Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
（4）E    （5）未进行尾气处理
【数据处理】66.7%      【数据处理】偏小

解析试题分析：【问题讨论】（1）有气体参加、生成的反应，为了防止漏气，装药品前应先检查装置的气密性，实验中E中发生的反应方程式为：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂，观察到现象是：固体颜色由红色变为黑色
（2）干燥气体应放在最后一步，氢氧化钠溶液是吸收二氧化碳，而石灰水是检验二氧化碳，所以进入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，选③
（3）G的作用是：隔离空气中的二氧化碳和水蒸气，防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入到装置F中，从而使二氧化碳质量偏大，E中反应的化学方程式是：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
（4）当E中固体完全反应后，还要继续通入一氧化碳，防止灼热的铁又与空气中的氧气反应，使实验失败，且装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中，所以E处应先停止加热
（5）因为一氧化碳有毒，所以上述实验装置的一处明显缺陷是：未进行尾气处理
【数据处理】充分反应后称量F装置增重4.4g，即反应生成的二氧化碳质量为4.4g，再根据反应方程式：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂中Fe₂O₃与CO₂的质量关系，即可求出Fe₂O₃的质量，进而计算样品中氧化铁质量分数
解：设Fe₂O₃的质量为x
Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
160                   132
x                    4.4g
160：132=x：4.4g
X=5.33g
∴样品中氧化铁质量分数=5.33g/8.0g×100%=66.7%
【数据处理】当观察到E中固体全部变黑后，若立即停止通CO，装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中，使二氧化碳的质量偏小，则测得的样品中氧化铁的质量分数也偏小
考点：铁的冶炼原理及反应现象，实验数据处理和分析，气体的除杂、干燥，根据化学方程式计算