Question

15．實(shí)驗(yàn)室有一包固體粉末樣品可能是MgCO₃、Fe₂O₃和FeO的混合物．
Ⅰ．甲學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以確定樣品中是否含有FeO．除樣品外，實(shí)驗(yàn)室只提供以下試劑：
KMnO₄溶液、鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液，請你描述甲學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論：取少量樣品于試管中，加入稀硫酸溶解，再加入少量KMnO4溶液，溶液不褪色，說明樣品中沒有FeO．
Ⅱ．經(jīng)甲學(xué)生實(shí)驗(yàn)確定該樣品中不存在FeO，乙學(xué)生想在甲學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步來測定混合物中Fe₂O₃的含量：乙學(xué)生準(zhǔn)備用如圖所示各儀器按一定順序連接成一套完整的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以測定Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

請回答下列問題：
（1）盛裝鹽酸的儀器的名稱是分液漏斗，裝置的連接順序是：B→D→A→C（填圖中字母序號，各儀器只能選用一次）．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中需要持續(xù)通入空氣，其作用除可以起到“攪拌”A、D中反應(yīng)物以實(shí)現(xiàn)充分反應(yīng)外，還有一個(gè)重要作用是：將D中生成的CO₂全部趕入A裝置中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（3）為提高測定的準(zhǔn)確度，在B中最應(yīng)加入的物質(zhì)是：d（填編號）．
a．飽和NaHCO₃溶液    b．蒸餾水     c．濃硫酸      d．NaOH溶液
（4）在進(jìn)行乙學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)時(shí)，有學(xué)生認(rèn)為不必測定A中沉淀的質(zhì)量，而只要測出裝置A在吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氣體前后的質(zhì)量差，就能完成實(shí)驗(yàn)要求．實(shí)驗(yàn)證明，若用此法測得Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 I．要檢驗(yàn)FeO，應(yīng)該先將FeO轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，亞鐵離子具有還原性，酸性高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子而褪色，然后將亞鐵離子用酸性KMnO₄溶液檢驗(yàn)；
Ⅱ．（1）盛放鹽酸的儀器為分液漏斗；先分析實(shí)驗(yàn)方案，利用裝置B除去空氣中的二氧化碳，然后用空氣將裝置D產(chǎn)生的二氧化碳完全趕到裝置A中，為了避免空氣中水和二氧化碳干擾，裝置A需要連接吸收二氧化碳和水的裝置，據(jù)此對裝置進(jìn)行排序；
（2）根據(jù)通入空氣還可以將碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳驅(qū)趕到裝置B中分析；
（3）空氣中含有二氧化碳，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)測定，需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（4）由于反應(yīng)生成的二氧化碳中含有雜質(zhì)氯化氫和水，導(dǎo)致測定的裝置A的質(zhì)量差增大，測定碳酸鈣質(zhì)量偏大，氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低．

解答 解：I．要檢驗(yàn)FeO，應(yīng)該先將FeO轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，亞鐵離子具有還原性，酸性高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子而褪色，高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化鹽酸，所以不能用鹽酸酸化高錳酸鉀，其檢驗(yàn)方法為：取少量樣品于試管中，加入稀硫酸溶解，再加入少量KMnO₄溶液，溶液不褪色，說明樣品中沒有FeO，
故答案為：取少量樣品于試管中，加入稀硫酸溶解，再加入少量KMnO₄溶液，溶液不褪色，說明樣品中沒有FeO；
Ⅱ．（1）根據(jù)圖示可知，盛放鹽酸的裝置為分液漏斗；測定樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，先根據(jù)碳酸鈣產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)樣品質(zhì)量計(jì)算出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，儀器連接順序?yàn)椋合葘⒖諝馔ㄈ胧⒂袣溲趸�鈉溶液的裝置B，以便除去空氣中的二氧化碳，然后利用空氣將裝置D中產(chǎn)生的二氧化碳驅(qū)趕到裝置A，利用二氧化碳與氫氧化鋇生成的碳酸鋇沉淀的質(zhì)量計(jì)算出碳酸鈣的質(zhì)量，由于空氣中的二氧化碳、水蒸氣影響測定結(jié)果，需要在裝置A后連接一個(gè)吸收二氧化碳、水蒸氣的裝置C，所以裝置連接順序?yàn)椋築DAC，
故答案為：分液漏斗；B；D；A；C；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中需要持續(xù)通入空氣，其作用除可以起到“攪拌”A、D中反應(yīng)物達(dá)到充分反應(yīng)外，還可以使反應(yīng)生成的二氧化碳盡可能徹底的趕入裝置A中，使反應(yīng)生成的二氧化碳能夠被氫氧化鋇溶液完全吸收，
故答案為：將D中生成的CO₂全部趕入A裝置中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（3）空氣中含有二氧化碳，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)測定，而裝置B中應(yīng)該盛放氫氧化鈉溶液，從而吸收空氣中的二氧化碳，避免空氣中的二氧化碳影響測定結(jié)果，故d正確，
故答案為：d；
（4）由于裝置D生成的二氧化碳中混有氯化氫和水，導(dǎo)致裝置A在吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氣體前后的質(zhì)量差偏大，測定的二氧化碳的質(zhì)量偏大，碳酸鈣的質(zhì)量會(huì)偏大，樣品中氧化鐵的質(zhì)量偏小，氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏小，
故答案為：偏�。�

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)成分檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，明確物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，涉及亞鐵離子檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作、誤差分析等知識點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)操作先后順序，知道各個(gè)儀器作用，注意：不能用鹽酸酸化高錳酸鉀，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．