Question

2．為了測定某樣品中氧化鐵（Fe₂O₃）的質(zhì)量分數(shù)（雜質(zhì)不含鐵元素，且不溶于水和酸），化學興趣小組的同學進行了如下的實驗．
【查閱資料】
草酸（H₂C₂O₄）在濃硫酸作用下受熱分解，化學方程式為：H₂C₂O₄ $\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$ CO₂↑+CO↑+H₂O
【實驗設計及操作】用如圖所示裝置進行實驗：

【問題討論】
（1）進入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中依次是③（填序號）．
①濃硫酸、石灰水、氫氧化鈉溶液 ②石灰水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸
③氫氧化鈉溶液、石灰水、濃硫酸
（2）E中反應的化學方程式是  Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）上述實驗裝置的一處明顯缺陷是：沒有處理尾氣．
【數(shù)據(jù)處理】
稱取樣品mg，用上述裝置進行實驗，充分反應后稱量F裝置增重ng．則樣品中氧化鐵質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4000n}{33m}$%．（假設完全吸收）
【實驗反思】
當觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，則測得的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)無影響（填“偏大”，“偏小”，“無影響”）．

Answer 1

分析 【問題討論】
濃硫酸能夠吸收水蒸氣，氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳；
一氧化碳有毒，擴散到空氣中污染環(huán)境；
【數(shù)據(jù)處理】
根據(jù)反應的化學方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進行相關方面的計算；
【實驗反思】
當觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，高溫條件下，鐵能被進來的空氣中的氧氣氧化．

解答 解：【問題討論】
（1）進入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、C、D中依次是氫氧化鈉溶液、石灰水、濃硫酸，這是因為通過氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳，通過石灰水可以判斷二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液完全吸收，通過濃硫酸可以產(chǎn)生水蒸氣．
故填：③．
（2）E中高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）上述實驗裝置的一處明顯缺陷是沒有處理尾氣．
故填：沒有處理尾氣．
【數(shù)據(jù)處理】
設氧化鐵質(zhì)量為x，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，
160                              132
x                                  ng
$\frac{160}{x}$=$\frac{132}{ng}$，
x=$\frac{160}{132}$ng，
則樣品中氧化鐵質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{160ng}{132mg}$×100%=$\frac{4000n}{33m}$%，
故填：$\frac{4000n}{33m}$%．
【實驗反思】
當觀察到E中固體全部變黑后，若立即停止通CO，高溫條件下，鐵能被進來的空氣中的氧氣氧化，但是由于是根據(jù)F裝置中的吸收的二氧化碳質(zhì)量進行計算，因此對測得的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)無影響．
故填：無影響．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．