Question

铁是生活中常用的金属，如图1是某“取暖片”外包装的图片．该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、氯化钠、水、活性炭等，其发热是利用铁生锈时会放热的原理．

（1）发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与______共同作用才会生锈．
（2）“取暖片”中的氯化钠作用是______（填序号）
①溶于水放热     ②加快铁生锈    ③没有任何用途
（3）化学兴趣小组的甲、乙二位同学对“取暖片”的成分产生了兴趣．
Ⅰ．甲同学测定新的“取暖片”中铁粉的含量．取5.7g“取暖片”样品，投入装有10.0g稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量10.0g）中．在化学反应过程中对烧杯进行了五次称量，数据记录如下表：

反应时间	t	t1	t2	t3	t4
烧杯和药品质量/g	25.7	25.6	25.5	25.5	m

①表格中m的值为______克；
②5.7g“取暖片”样品中铁粉的质量为______克
Ⅱ．乙同学测定一包已变质“取暖片”中Fe₂O₃的质量分数．取10g已变质“取暖片”样品与过量的木炭粉混合，如图2所示装置完成实验．
①实验中加热前要缓缓通入一段时间氮气，作用是______．停止加热后还要缓缓通入一段时间氮气，否则会导致测定的结果______（填“偏大”、“偏小”）．
②充分反应后，乙同学测定b中的试剂增加了3.3g，b中的试剂是______溶液，发生反应的化学方程式为______．
③请帮乙同学求出已变质的“取暖片”样品中Fe₂O₃的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据铁生锈的条件考虑；（2）根据铁生锈的影响因素考虑；（3）Ⅰ．①根据表中数据判断反应是否完全反应；②根据质量的减少量是生成氢气的质量，根据氢气的质量计算出参加反应的铁的质量；Ⅱ．①根据通入氮气的作用回答本题考虑；②本题主要是利用b中的试剂质量的增加量是生成二氧化碳的质量，所以b中试剂是用来吸收二氧化碳的，所以可以用碱溶液；③根据b中的试剂增加了3.3g是二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算出氧化铁的质量，再用氧化铁的质量除以样品质量即可．
解答：解：（1）铁生锈条件是铁与氧气和水共同作用的结果；
（2）在有盐分的条件下能促进铁生锈，加快生锈速度；
（3）Ⅰ．①根据质量的减少量是生成氢气的质量，由图示数据可知到了t₂已经反应完了，所以t₄烧杯和药品质量是不变的，还是25.5克；
②根据质量的减少量是生成氢气的质量：25.7g-25.5g=0.2g，设要生成0.2g氢气需要铁的质量为X则：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
X             0.2g
根据：解得X=5.6g；
Ⅱ．①加热前要缓缓通入一段时间氮气是为了排净装置内的空气，否则空气中氧气会与木炭反应，生成二氧化碳而造成误差；停止加热后还要缓缓通入一段时间氮气，是为了把反应生成的二氧化碳都赶入b装置内，否则有部分二氧化碳会留在装置内，使二氧化碳量减少，计算的氧化铁质量会减少，结果偏小；
②本题主要是利用b中的试剂质量的增加量是生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算出氧化铁的质量，所以b中试剂是用来吸收二氧化碳的，所以可以用碱溶液，即氢氧化钠溶液，反应物是氢氧化钠和二氧化碳，生成物是碳酸钠和水，用观察法配平即可；
③根据b中的试剂增加了3.3g是二氧化碳的质量，设要生成3.3g二氧化碳需要参加反应的氧化铁的质量为Y则：
2Fe₂O₃+3C4Fe+3CO₂
320                132
Y                   3.3g
根据：解得Y=8g，已变质的“取暖片”样品中Fe₂O₃的质量分数：=80%．
故答案为：（1）氧气、水；（2）②；（3）Ⅰ．①25.5；②5.6；Ⅱ．①排净装置内的空气；偏小；②氢氧化钠；CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；③80%．
点评：解答本题关键是知道铁与盐酸反应时根据质量的减少量是生成氢气的质量，再根据氢气的质量算出铁的质量；碳与氧化铁反应时根据b质量的增加量是生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算出氧化铁的质量，再算质量分数．