Question

11．某科學(xué)興趣小組利用如圖所示裝置測定樣品中Fe₂O₃（假設(shè)每步反應(yīng)都反應(yīng)完全；樣品中雜質(zhì)高溫下不分解，也不參加反應(yīng)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，回答下列問題

（1）在進(jìn)行加熱之前，應(yīng)先通一段時間的氫氣，其目的是除去裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．
（2）反應(yīng)進(jìn)行一段時間后C裝置中的現(xiàn)象是白色粉末逐漸變藍(lán)．
（3）若省去D裝置，則實驗所測定的樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實際的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大．（填“偏大”“偏小”或“不變”）
（4）反應(yīng)前準(zhǔn)確稱量樣品的質(zhì)量為10g，完全反應(yīng)后C裝置增加了2.7g，則樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．

Answer 1

分析 （1）氫氣具有可燃性，為防止爆炸，加熱前應(yīng)該先同氫氣．排凈試管內(nèi)的空氣；
（2）C中的無水硫酸銅檢驗水的生成；
（3）若省去D裝置，C中質(zhì)量會增大，所得結(jié)果變大；
（4）C中增加的質(zhì)量是生成水的質(zhì)量，由此可求出氧元素質(zhì)量，進(jìn)而求得Fe₂O₃的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）因為氫氣具有可燃性，裝置內(nèi)有空氣時會發(fā)生爆炸．故答案為：除去裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；
（2）無水硫酸銅遇水變藍(lán)，故答案為：白色粉末逐漸變藍(lán)．
（3）如果沒有D裝置，空氣中的水蒸氣會進(jìn)入U形管，被無水硫酸銅所吸收，導(dǎo)致水的質(zhì)量增大，結(jié)果使求得的樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實際的偏大，故答案為：偏大（4）因為C中增加的質(zhì)量是生成水的質(zhì)量2.7，其中氧元素的質(zhì)量是2.7×$\frac{16}{18}$=2.4g，F(xiàn)e₂O₃的質(zhì)量2.4g÷$\frac{48}{160}$=8g，則樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{8g}{10g}$×100%=80%，故答案為：80%．

點評 該題通過一氧化碳還原氧化鐵的實驗考查樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、操作步驟及誤差分析，屬于綜合探究題．