Question

11．某小組的同學(xué)用如圖所示裝置對(duì)氧化鐵粉末（含少量鐵粉）樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去．請(qǐng)回答：

（1）小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，應(yīng)注意加熱前先通一會(huì)兒氫氣，目的是排盡空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸．
（2）請(qǐng)完成表格．（H₂的化學(xué)性質(zhì)與CO相似）：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	化學(xué)方程式
A中反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡；	A中：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
B中紅色粉末逐漸變黑色；	B中：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2．

（3）數(shù)據(jù)記錄和處理：經(jīng)規(guī)范的操作和正確稱量，得到如下兩組數(shù)據(jù)（B中反應(yīng)完全，C中吸收完全）：

	反應(yīng)前	氧化鐵完全反應(yīng)后
①組	B：玻璃管質(zhì)量32.4g，氧化鐵樣品的質(zhì)量10.0g	B：玻璃管和管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量40.0g
②組	C：干燥管和生石灰質(zhì)量40．Og	C：干燥管和管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量43.0g

通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同．你覺(jué)得應(yīng)選①組數(shù)據(jù)，樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是80%．
（4）問(wèn)題和討論：經(jīng)討論，同學(xué)們對(duì)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，在AB（填2個(gè)裝置代號(hào)）之間增加了如圖所示的D裝置，再次實(shí)驗(yàn)后，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本相同．
圖D裝置里的液體是濃硫酸．

Answer 1

分析 （1）氫氣易燃易爆，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先通氫氣；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為防止鐵被氧化，停止加熱后還要通入氫氣．
（2）由圖可知，氫氣與氧化鐵反應(yīng)推斷現(xiàn)象，則根據(jù)反應(yīng)原理寫(xiě)出化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)可知：氧化銅被氫氣還原生成銅和水，故質(zhì)量應(yīng)該減少，可以據(jù)此作答；
（4）根據(jù)分析第二組實(shí)驗(yàn)結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，故只要加入一個(gè)干燥裝置即可．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先通入氫氣，待試管中的空氣被排凈后，再給氧化鐵加熱，以防試管內(nèi)的混合氣體受熱發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先熄滅酒精燈，待試管冷卻后，再停止通氫氣，目的是使還原出來(lái)的鐵在氫氣環(huán)境下冷卻，防止空氣進(jìn)入試管中致使灼熱的鐵被再度氧化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失�。�
（2）氫氣與氧化鐵反應(yīng)生成鐵粉，B中紅色粉末逐漸變黑色；方程式為：Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O．
（3）第二組實(shí)驗(yàn)結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，使得計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確；所以選①組
根據(jù)氧化銅和氫氣的反應(yīng)可以知道：氧化鐵中的氧元素和氫氣中氫元素結(jié)合生成了水，所以固體的質(zhì)量應(yīng)該減少；
設(shè)：樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O 固體減少
160          112               160-112=48
x                              32.4g+10g-40g=2.4g
則$\frac{160}{x}=\frac{48}{2.4g}$，解得x=8.0g
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.0g}{10.0g}$×100%=80%；
（4）根據(jù)分析第二組實(shí)驗(yàn)結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，所以應(yīng)該在A和B之間加一個(gè)干燥裝置；裝置中加入濃硫酸．
故答案為：（1）排盡空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；
（2）紅色；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（3）①；80%
（4）AB；濃硫酸．

點(diǎn)評(píng) 此題是一道綜合題，解題的重點(diǎn)質(zhì)量守恒定律等知識(shí)進(jìn)行的計(jì)算，是一道能訓(xùn)練學(xué)生思維的綜合題．