Question

10．為測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數．
Ⅰ．取一定量赤鐵礦粉末與過量的碳粉混合，用下圖裝置進行操作測定（雜質始終不變）

（1）實驗中持續(xù)通入干燥氮氣．加熱前緩緩通入氮氣一段時間，其作用是排出裝置中的二氧化碳．
（2）停止加熱前是否需要先斷開a和b連接以防止倒吸？為什么？不需要，因為反應結束后應該一直通入氮氣直至試管冷卻．
（3）如果氫氧化鈉溶液對二氧化碳吸收是完全的，那么用氫氧化鈉溶液質量變化測定得到的氧化鐵質量分數將偏小（選填“偏大”“偏小”），原因可能是AB（填字母序號）．
A．碳和氧化鐵反應可能生成CO   B．氮氣在排出時可能帶出水蒸氣   C．b裝置吸收右側空氣中CO₂
Ⅱ．取該赤鐵礦石樣品10g，加入稀鹽酸，恰好完全反應共用去稀鹽酸100g，過濾得到濾渣2g（雜質既不溶于水也不溶于酸）．計算赤鐵礦中氧化鐵的質量分數和所用鹽酸中溶質的質量分數．

Answer 1

分析 氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳，并且能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
碳在高溫條件下和氧化鐵反應時可能生成二氧化碳，也可能生成一氧化碳，也可能生成二氧化碳和一氧化碳；
氧化鐵和稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，根據濾渣質量可以計算氧化鐵的質量，進一步可以計算計算赤鐵礦中氧化鐵的質量分數和所用鹽酸中溶質的質量分數．

解答 解：（1）實驗中持續(xù)通入干燥氮氣．加熱前緩緩通入氮氣一段時間，其作用是排出裝置中的二氧化碳．
故填：排出裝置中的二氧化碳．
（2）因為反應結束后應該一直通入氮氣直至試管冷卻，所以停止加熱前不需要先斷開a和b的連接．
故填：不需要，因為反應結束后應該一直通入氮氣直至試管冷卻．
（3）A．碳和氧化鐵反應可能生成CO，從而導致生成二氧化碳的質量偏小，進一步導致測定的氧化鐵質量分數偏��；
B．氮氣在排出時可能帶出水蒸氣，從而導致計算的二氧化碳質量偏小，進一步導致測定的氧化鐵質量分數偏小；
C．b裝置吸收右側空氣中的二氧化碳時，會導致計算的二氧化碳質量偏答，進一步導致測定的氧化鐵質量分數偏大．
故填：偏小；AB．
設稀鹽酸中氯化氫的質量為x，
氧化鐵的質量為：10g-2g=8g，
 Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，
 160   219
 8g     x
$\frac{160}{8g}$=$\frac{219}{x}$，
x=10.95g，
赤鐵礦中氧化鐵的質量分數為：$\frac{8g}{10g}$×100%=80%，
所用鹽酸中溶質的質量分數為：$\frac{10.95g}{100g}$×100%=10.95%，
答：赤鐵礦中氧化鐵的質量分數為80%，所用鹽酸中溶質的質量分數為10.95%．

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準確性．