Question

化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了測(cè)定某赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
Ⅰ．甲同學(xué)取一定質(zhì)量的赤鐵礦粉與過(guò)量的木炭粉混合后，用下圖所示裝置以合理的操作步驟測(cè)定（假設(shè)雜質(zhì)始終不發(fā)生變化）．
（1）實(shí)驗(yàn)中持續(xù)通入干燥的氮?dú)猓�加熱前緩緩�(fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間，其作用是______
（2）反應(yīng)結(jié)束后，甲同學(xué)熄滅了噴燈的火焰后，馬上停止通入N₂，他的操作對(duì)嗎？說(shuō)明理由______
（3）如果氫氧化鈉溶液是足量的，對(duì)二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學(xué)用氫氧化鈉溶液的增重測(cè)定出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將______（選填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”），原因是______，若有誤差，則減小誤差的改進(jìn)措施是______．
Ⅱ．乙同學(xué)取礦石樣品10g，加入足量稀鹽酸，完全反應(yīng)后，共用去稀鹽酸112.5g，過(guò)濾得到濾渣2.5g （假設(shè)雜質(zhì)既不溶于水也不與酸發(fā)生反應(yīng)）．請(qǐng)你和乙同學(xué)-起計(jì)算赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和反應(yīng)后溶液中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（計(jì)算過(guò)程中保留二位小數(shù)，最后精確到0.1%）

Answer 1

【答案】分析：本題第一問(wèn)解題的關(guān)鍵在于知道實(shí)驗(yàn)探究的目的，用氮?dú)獾哪康氖菍⒀b置內(nèi)的空氣排盡；馬上停止通入N₂不對(duì)；b中的NaOH溶液會(huì)倒吸入a中造成硬質(zhì)玻璃管破裂．弄清化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物之間的關(guān)系，同時(shí)要弄清雜質(zhì)在反應(yīng)中存在于什么地方．第二問(wèn)中關(guān)于反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，關(guān)鍵是要弄清反應(yīng)后溶液是什么溶液．一般來(lái)說(shuō)，可根據(jù)化學(xué)方程式求溶質(zhì)的質(zhì)量，溶液的質(zhì)量可根據(jù)公式：“反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=反應(yīng)前加入的所有物質(zhì)質(zhì)量之和-雜質(zhì)的質(zhì)量-氣體的質(zhì)量-沉淀的質(zhì)量”來(lái)求出．寫(xiě)化學(xué)方程式時(shí)一定先分析題意，得出反應(yīng)物和生成物．根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，要分析題目中所給的已知條件是什么，需要求解的是什么，然后再根據(jù)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行解答．
解答：解：Ⅰ．Ⅰ①通氮?dú)庵饕�是隔絕氧氣，加熱前就通入一段時(shí)間是要提前排盡裝置內(nèi)的空氣．②因整個(gè)過(guò)程都通氮?dú)�，所以不�?huì)出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象．③NaOH溶液能吸收CO₂，從而能測(cè)出CO₂的質(zhì)量，代入化學(xué)方程式即可求得氧化鐵質(zhì)量及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．但從裝置出來(lái)的氣體不僅有CO₂還有CO，也就是碳還原氧化鐵時(shí)，既生成了二氧化碳又生成了一氧化碳，而CO不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，使測(cè)得CO₂質(zhì)量偏小，從而導(dǎo)致氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏�。�改進(jìn)方法是：在ab之間再連一個(gè)盛有氧化銅的兩頭通的玻璃管和a裝置同時(shí)加熱，在b后連一個(gè)干燥裝置和b一起稱(chēng)增重．故答案為：①將裝置內(nèi)的空氣排盡；②不對(duì)；b中的NaOH溶液會(huì)倒吸入a中造成硬質(zhì)玻璃管破裂（答案合理均給分．）③偏��； 氫氧化鈉增重的質(zhì)量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏��；在ab之間再連一個(gè)盛有氧化銅的兩頭通的玻璃管和a裝置同時(shí)加熱，在b后連一個(gè)干燥裝置和b一起稱(chēng)增重．
Ⅱ．鐵礦石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=75% 
設(shè)和7.5g Fe₂O₃反應(yīng)生成FeCl₃質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O    
160          325
7.5g          x            
    
X=15.23g   
溶液中FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=12.7% 
答：赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和反應(yīng)后溶液中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是75%、12.7% 
故答案為：75%； 12.7%
點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和有關(guān)的計(jì)算題，有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)是中考的熱點(diǎn)之一，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要注意用最少的藥品和最簡(jiǎn)單的方法；關(guān)于對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)，要在兩個(gè)方面考慮，一是方案是否可行，能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�；二是設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行比較，那種方法更簡(jiǎn)便．