Question

化學(xué)學(xué)習(xí)小組為測(cè)定“陽(yáng)光”牌小包裝中Fe粉和活性炭質(zhì)量之比進(jìn)行了以下探究：
查閱資料：“陽(yáng)光”牌小包裝“脫氧劑”成份為Fe粉、活性炭及少量NaCl、水．
實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟一：取某食品包裝袋中的“陽(yáng)光”牌“脫氧劑”一袋，將里面的固體倒在濾紙上，仔細(xì)觀察，固體為灰黑色粉末，夾雜著一些紅棕色粉末．
步驟二：將步驟一中的固體溶于水，過(guò)濾，將濾渣洗滌、干燥，以除去“脫氧劑”中NaCl和水；
步驟三：取步驟二中的濾渣，將其分為兩等份，每一份質(zhì)量為16.0g．將其中一份在氧氣流中充分灼燒，生成的氣體全部通入足量得澄清石灰水，得到干燥、純凈的沉淀20.0 g．
步驟四：將步驟三中的另一份濾渣放入燒杯中，加入一定體積足量的稀H₂SO₄，微熱至反應(yīng)完全．
步驟五：向步驟四的混合物中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾后得固體，經(jīng)洗滌后轉(zhuǎn)移到坩堝中充分加熱，冷卻、稱量，得到固體質(zhì)量仍為16g．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）由步驟一可知，上述“脫氧劑”中的紅棕色物質(zhì)為

Fe₂O₃

（填化學(xué)式）；
（2）由步驟三可知，16.0 g濾渣中活性炭的質(zhì)量為

2.4

g；
（3）綜上實(shí)驗(yàn)所知：該“脫氧劑”中未被氧化的Fe粉和活性炭質(zhì)量之比為

7：3

；
（4）該“脫氧劑”中，鐵已被氧化的百分率為

50%

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬鐵以及氧化物的顏色知識(shí)來(lái)回答；
（2）根據(jù)碳元素守恒來(lái)計(jì)算；
（3）鐵、氧化鐵和硫酸發(fā)應(yīng)生成硫酸亞鐵以及硫酸鐵，加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾后得固體，經(jīng)洗滌后轉(zhuǎn)移到坩堝中充分加熱，冷卻、稱量，得到固體為氫氧化鐵，據(jù)此來(lái)計(jì)算；
（4）根據(jù)金屬鐵和氧化鐵的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）在金屬鐵的氧化物中，只有氧化鐵是紅棕色的固體，所以“脫氧劑”中的紅棕色物質(zhì)為Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（2）由步驟三結(jié)合碳元素守恒，得到干燥、純凈的沉淀20.0g即為碳酸鈣的總質(zhì)量，設(shè)碳單質(zhì)的質(zhì)量為x，則
C～CO₂～CaCO₃，
12        100
x         20g

12

x

=

100

20g

，
解得x=2.4g，所以16.0g濾渣中活性炭的質(zhì)量為2.4g，故答案為：2.4g；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，向金屬鐵以及氧化鐵的混合物中加入一定體積足量的稀H₂SO₄，微熱至反應(yīng)完全．再加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾后會(huì)得固體氫氧化鐵，經(jīng)洗滌后轉(zhuǎn)移到坩堝中充分加熱，冷卻、稱量，得到固體氧化鐵質(zhì)量為16g即為0.1mol，則根據(jù)鐵元素守恒，設(shè)金屬鐵的物質(zhì)的量為m，氧化鐵的物質(zhì)的量為n，
則

m+2n=0.2mo 56m+160n=16g-2.4g

，
解得m=0.1mol，n=0.05mol，
則未被氧化的Fe粉的質(zhì)量為0.1mol×56g/mol=5.6g，和活性炭質(zhì)量之比為5.6g：2.4g=7：3，故答案為：7：3；
（4）根據(jù)氧化鐵是金屬鐵氧化來(lái)的關(guān)系，則2Fe～Fe₂O₃，所以氧化生成0.05mol的氧化鐵，需要0.1mol的金屬鐵被氧化，鐵已被氧化的百分率為

0.1mol

0.2mol

×100%=50%，故答案為：50%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算的能力，解題的關(guān)鍵是正確分析數(shù)量關(guān)系，題目難度中等．