Question

9．工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe₂O₃，還含有少量的FeO、Fe₃O₄．為了測定鐵紅中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，某興
趣小組的同學在老師的指導下，用如下裝置進行探究，整套裝置氣密性良好，反應所需試劑均足量．

【資料】I．草酸晶體（H₂C₂O₄•3H₂O）在濃硫酸作用下受熱分解，化學方程式為：H₂C₂O₄•3H₂O$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{加熱}$CO₂↑+CO↑+4H₂O；
II．堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物．
請回答下列問題：
（1）裝置A中裝有氫氧化鈉溶液，裝置C的主要作用是吸收水蒸氣；
（2）裝置B的主要作用是檢驗二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收；
（3）寫出裝置D中發(fā)生的主要化學反應方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）稱取鐵紅樣品mg，用上述實驗裝置進行實驗，若反應前后E裝置質(zhì)量增重了ng，則此時鐵紅樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{1100m-400n}{11m}$%；本實驗中如果缺少C裝置（不考慮其它因素），則測得樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)會偏小（填“偏小”、“不變”或“偏大”）．
（5）本實驗裝置的一個明顯缺陷是沒有處理尾氣．

Answer 1

分析 （1）裝置A中裝有氫氧化鈉溶液，用來除去混合氣體中的二氧化碳；
裝置C的主要作用是吸收水蒸氣；
（2）裝置B的主要作用是檢驗二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收；
（3）裝置D中發(fā)生的主要化學反應是：高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳；
（4）根據(jù)反應的化學方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進行相關方面的計算；
（5）一氧化碳有毒，擴散到空氣中污染環(huán)境．

解答 解：（1）裝置A中裝有氫氧化鈉溶液，裝置C的主要作用是吸收水蒸氣．
故填：氫氧化鈉溶液；吸收水蒸氣．
（2）裝置B的主要作用是檢驗二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收．
故填：檢驗二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收．
（3）裝置D中發(fā)生的主要化學反應是：高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學性方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵和一氧化碳反應的化學方程式為：
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，F(xiàn)eO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+CO₂，F(xiàn)e₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，
由反應的化學方程式可知，反應生成的二氧化碳中，氧元素一半來自于鐵的氧化物，因此鐵紅樣品中氧元素質(zhì)量為：ng×$\frac{32}{44}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{4}{11}$ng，
鐵紅樣品中鐵元素質(zhì)量為：mg-$\frac{4}{11}$ng=$\frac{11m-4n}{11}$g，
則此時鐵紅樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為：（$\frac{11m-4n}{11}$g÷mg）×100%=$\frac{1100m-400n}{11m}$%，
本實驗中如果缺少C裝置，會導致測定的二氧化碳質(zhì)量偏大，從而導致測得樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)偏�。�
故填：$\frac{1100m-400n}{11m}$%；偏�。�
（5）本實驗裝置的一個明顯缺陷是沒有處理尾氣．
故填：沒有處理尾氣．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．