Question

（10分）某课外活动小组的同学用下图所示装置，对氧化铁粉末(含少量铁粉)样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请回答有关问题：

（1）实验目的：测定              。

（2）课外活动小组的同学在实验操作时，应注意加热前先通一会儿氢气，目的是       ，反应完后，还要继续通氢气到试管冷却，是为了              。

（3）实验现象和有关化学方程式如下表（H₂的化学性质与CO相似）：请完成表格。

实验现象	化学方程式
A中反应产生大量气泡；	A中：Zn+ H2SO4= ZnSO4+H2↑。
B中          粉末逐渐变黑色；	B中：                             。

（4）实验数据记录和处理：经过规范的操作和正确的称量，得到如下两组数据(B中反应完全，C中吸收完全)：

	反应前	氧化铁完全反应后
①组	B：玻璃管的质量32.4克 氧化铁样品的质量10.0克	B：玻璃管和管内固体物质的质量40.0克
②组	C：干燥管和生石灰质量40．O克	C：干燥管和管内固体物质的质量43.0克

通过计算，同学们发现，用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数不同。你觉得应该选择      组数据。样品中氧化铁的质量分数是_______。

（5）问题和讨论：

经过讨论，同学们对装置进行了改进，在     （填2个装置代号）之间增加了一个如图所示的D装置，再次实验后，用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数基本相同。图D装置里的液体是          。

Answer

（1）测定氧化铁粉末样品中氧化铁的质量分数

（2）排尽空气，防止加热时发生爆炸， 为了防止空气进入使铁重新被氧化

（3）红棕色 3H2 + Fe2O3 高温 2Fe + 3 H2O

（4）① 80%

（5）A、B 浓H2SO4

【解析】

试题分析：（1）实验目的：测定测定氧化铁粉末样品中氧化铁的质量分数

（2）由于氢气具有可燃性，当氢气不纯时，遇到明火或高温可能发生爆炸，故在实验操作时，应注意加热前先通一会儿氢气，目的是排尽空气，防止加热时发生爆炸，反应完后，还要继续通氢气到试管冷却，是为了：为了防止空气进入使铁重新被氧化

（3）装置A中生成的氢气具有还原性，能与氧化铁反应，故B中的实验现象时：红棕色粉末逐渐变黑色，发生反应的化学方程式：3H2 + Fe2O3 高温 2Fe + 3 H2O

（4）用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数不同，原因是装置C中的生石灰不仅会吸收装置B中生成的水，还会吸收原氢气中水分，这样会使水的质量偏大，从而计算出来的氧化铁的质量分数也偏大，故应该选择①组数据来计算，根据化学反应：3H2 + Fe2O3 高温 2Fe + 3 H2O，反应前后的质量差即为Fe2O3中的氧元素的质量，即=32.4g+10g-40g=2.4g,再根据元素质量=物质的质量×元素的质量分数，故可设氧化铁的质量为x，列式为：2.4g=x×48/160×100%，x=8g，故样品中氧化铁的质量分数=8g/10g×100%=80%

（5）故应对装置进行了改进，在A、B之间增加了一个如图所示的D装置（将氢气进行干燥），再次实验后，用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数基本相同，图D装置里的液体是 浓H2SO4

考点：氢气的还原性，根据化学式，化学方程式进行计算，浓硫酸的吸水性等