某同學為測定12g含雜質的氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數(shù),利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣,設計了如圖所示的裝置,進行有關的實驗探究(提示:氫氣和氧化鐵在高溫條件下發(fā)生置換反應,雜質不參加反應,濃硫酸具有吸水性,假定每步均完全反應或吸收).
主要實驗步驟如下:
①按順序組裝儀器,檢查裝置的氣密性,稱量樣品和必要裝置的質量;
②緩緩通入干燥的氫氣; ③點燃B處酒精燈; ④反應結束熄滅B處酒精燈;
⑤待裝置B冷卻至室溫再停止通氫氣; ⑥再次稱量必要裝置的質量.
|
裝置B |
裝置C |
反應前的質量/g |
86.3 |
286.9 |
反應后的質量/g |
83.9 |
284.2 |
(1)儀器a的名稱
玻璃管
玻璃管
.
(2)實驗時先通氫氣后加熱的目的是
除去裝置內的氧氣,防止發(fā)生爆炸
除去裝置內的氧氣,防止發(fā)生爆炸
,驗證該步驟目的達到的實驗方法是
收集尾氣靠近燃著的酒精燈,聽聲音
收集尾氣靠近燃著的酒精燈,聽聲音
.
(3)裝置B處的現(xiàn)象
紅色粉末變?yōu)楹谏?/div>
紅色粉末變?yōu)楹谏?/div>.
(4)實驗結束為什么先停止加熱,待裝置B冷卻至室溫再停止通氫氣
防止溫度降低,C中液體被倒吸入B中
防止溫度降低,C中液體被倒吸入B中
.
(5)請計算樣品中氧化鐵的質量分數(shù).(寫出計算步驟,計算結果精確到0.l%)
(6)該實驗還可測定組成水的各元素之間的質量關系,請用表中實驗數(shù)據列式表示出水中氫、氧元素的質量比為
【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g)
【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g)
(不用化簡);若氧化鐵沒有完全反應,則求得水中氫、氧元素的質量比會
不變
不變
(“偏大”、“偏小”或“不變”),若缺少裝置A,則
偏大
偏大
.
分析:(1)據常用儀器回答;
(2)實驗時先通氫氣后加熱的目的是:除去裝置內的氧氣,防止發(fā)生爆炸,驗證該步驟目的達到的實驗方法是收集尾氣靠近燃著的酒精燈,聽聲音;
(3)氧化鐵與氫氣反應生成鐵和水,據此分析裝置B處的現(xiàn)象;
(4)根據裝置特點分析操作的原因;
(5)根據B裝置中減少的質量即為氧化鐵中氧元素的質量,計算出氧化鐵的質量,進而計算氧化鐵的質量分數(shù);
(6)根據B裝置中減少的質量即為氧化鐵中氧元素的質量,也就是生成的水中氧元素的質量,C裝置中增加的質量為水的質量,水由氫元素和氧元素組成,故水的質量減去氧元素的質量就是氫元素的質量,故而可求出氫氧元素的質量比;物質的組成是一定的,水中氫氧元素的質量比是一定的,故即使玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應,水中氫氧元素的質量比是不變的;
若缺少裝置A,氧元素的測定取決于B裝置,氫元素的質量據C判斷,由于鋅和硫酸反應會有部分水蒸氣進入C,所以水的質量增加,氧元素不變,則測出的氫元素的質量會偏大,從而使氫、氧元素的質量比變。
解答:解:(1)儀器a是兩端開口的玻璃管;
(2)實驗時先通氫氣后加熱的目的是:除去裝置內的氧氣,防止發(fā)生爆炸,驗證該步驟目的達到的實驗方法是收集尾氣靠近燃著的酒精燈,聽聲音,若聽到‘噗’的一聲,說明空氣已排盡;
(3)氧化鐵與氫氣在加熱的條件下反應生成鐵和水,氧化鐵是紅色粉末,鐵粉是黑色粉末,所以會在B處觀察到紅色粉末變?yōu)楹谏?br />(4)觀察裝置,實驗結束先停止加熱,待裝置B冷卻至室溫再停止通氫氣,是為了防止溫度降低,C中液體被倒吸入B中;
(5)B裝置中減少的質量即為氧化鐵中氧元素的質量,即86.3g-83.9g=2.4g
則氧化鐵的質量為:2.4g÷
×100%=8g
∴樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為:
×100%≈66.7%;
答:樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為66.7%;
(6)由(5)可知氧化鐵中氧元素的質量即是水中氧元素的質量,即2.4g,C裝置中增加的質量為水的質量,水由氫元素和氧元素組成,故水的質量減去氧元素的質量就是氫元素的質量,即(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g),故氫元素和氧元素的質量比為:【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g);
因為物質的組成是一定的,水中氫氧元素的質量比是一定的,故即使玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應,水中氫氧元素的質量比是不變的;
若缺少裝置A,氧元素的測定取決于B裝置,氫元素的質量據C判斷,由于鋅和硫酸反應會有部分水蒸氣進入C,所以水的質量增加,氧元素不變,則測出的氫元素的質量會偏大,從而使氫、氧元素的質量比變大;
故答案為:(1)玻璃管;
(2)除去裝置內的氧氣,防止發(fā)生爆炸;收集尾氣靠近燃著的酒精燈,聽聲音;
(3)紅色粉末變?yōu)楹谏?br />(4)防止溫度降低,C中液體被倒吸入B中;
(5)66.7%;
(6)【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g);不變;偏大.
點評:本題考查知識綜合而全面,能很好的考查知識的運用及實驗分析的能力.根據所給的實驗數(shù)據分析,B裝置減少的質量是氧元素的質量,C裝置增加的質量是反應生成的水的質量,這是解決本題的關鍵.
練習冊系列答案
相關習題
科目:初中化學
來源:
題型:
(2012?青島)某同學為測定12g含雜質的氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數(shù),利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣,設計了下圖所示的裝置,進行有關的實驗探究(提示:3H
2+Fe
2O
32Fe+3H
2O雜質不參加反應,假定每步均完全反應或吸收).請回答有關問題:
得到如下數(shù)據:
裝置 |
B |
C |
反應前質量 |
86.3g |
284.2g |
反應后質量 |
83.9g |
286.9g |
(1)請計算樣品中氧化鐵的質量分數(shù).(寫出計算步驟,計算結果精確到0.l%)
(2)該實驗還可測定組成水的各元素之間的質量關系,請用表中實驗數(shù)據列式表示出水中氫、氧元素的質量比為
【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g)
【(286.9g-284.2g)-(86.3g-83.9g)】:(86.3g-83.9g)
(不用化簡);若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應,則求得水中氫、氧元素的質量比會
不變
不變
(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
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科目:初中化學
來源:山東省中考真題
題型:計算題
某同學為測定12g含雜質的氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數(shù),利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣,設計了下圖所示的裝置,進行有關的實驗探究(提示:3H2+Fe2O32Fe+3H2O雜質不參加反應,假定每步均完全反應或吸收).請回答有關問題: |
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得到如下數(shù)據:
裝置 |
B |
C |
反應前質量 |
86.3g |
284.2g |
反應后質量 |
83.9g |
286.9g | |
(1)請計算樣品中氧化鐵的質量分數(shù).(寫出計算步驟,計算結果精確到0.1%) (2)該實驗還可測定組成水的各元素之間的質量關系,請用表中實驗數(shù)據列式表示出水中氫、氧元素的質量比為____________(不用化簡);若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應,則求得水中氫、氧元素的質量比會___________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”). |
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科目:初中化學
來源:
題型:
某同學為測定12g含雜質的氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數(shù),利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣,設計了下圖所示的裝置,進行有關的實驗探究(提示:3H2+Fe2O3===2Fe+3H2O
雜質不參加反應,假定每步均完全反應或吸收)。請回答有關問題:
(1)請計算樣品中氧化鐵的質量分數(shù)。(寫出計算步驟,計算結果精確到0.l%)
(2)該實驗還可測定組成水的各元素之間的質量關系,請用表中實驗數(shù)據列式表示出水中氫、氧元素的質量比為_________________________________________________(不用化簡);若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應,則求得水中氫、氧元素的質量比會__________(選填“偏大”、“偏小” 或“不變”)。
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科目:初中化學
來源:2012年山東省青島市中考化學試卷 (解析版)
題型:解答題
某同學為測定12g含雜質的氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數(shù),利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣,設計了下圖所示的裝置,進行有關的實驗探究(提示:3H
2+Fe
2O
32Fe+3H
2O雜質不參加反應,假定每步均完全反應或吸收).請回答有關問題:
得到如下數(shù)據:
裝置 | B | C |
反應前質量 | 86.3g | 284.2g |
反應后質量 | 83.9g | 286.9g |
(1)請計算樣品中氧化鐵的質量分數(shù).(寫出計算步驟,計算結果精確到0.l%)
(2)該實驗還可測定組成水的各元素之間的質量關系,請用表中實驗數(shù)據列式表示出水中氫、氧元素的質量比為______(不用化簡);若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應,則求得水中氫、氧元素的質量比會______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
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