Question

化學(xué)小組用如圖甲所示裝置，對氧化鐵粉末（含少量鐵粉）樣品進(jìn)行實驗．請回答有關(guān)問題：

（1）化學(xué)小組在實驗操作時，應(yīng)注意加熱前先通一會兒氫氣，目的是

 

，反應(yīng)完后，還要繼續(xù)通氫氣到試管冷卻，是為了

 

（2）實驗現(xiàn)象和有關(guān)化學(xué)方程式如表（H₂的化學(xué)性質(zhì)與CO相似）：請完成表格．

實驗現(xiàn)象	化學(xué)方程式
A中反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡：而且先慢后快，過會又慢	A中：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
B中   粉末逐漸變黑色；	B中：   ．

（3）數(shù)據(jù)記錄和處理：經(jīng)過規(guī)范的操作和正確的稱量，得到如下兩組數(shù)據(jù)（B中反應(yīng)完全，C中吸收完全）：

	反應(yīng)前	氧化鐵完全反應(yīng)后
①組	B：玻璃管的質(zhì)量32.4克 氧化鐵樣品的質(zhì)量10.0克	B：玻璃管和管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量40.0克
②組	C：干燥管和生石灰質(zhì)量40．O克	C：干燥管和管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量43.0克

通過計算，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同．你覺得應(yīng)該選擇

 

組數(shù)據(jù)．樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．
（4）討論和反思：經(jīng)過討論，同學(xué)們對裝置進(jìn)行了改進(jìn)，在

 

（填2個裝置代號）之間增加了一個如圖乙所示的D裝置，再次實驗后，用得到的兩組數(shù)據(jù)求出的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本相同．圖D裝置里的液體是

 

．氣泡“先慢后快”的原因是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氫氣的制取和檢驗,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,氫氣的化學(xué)性質(zhì)與燃燒實驗

專題：科學(xué)探究

分析：（1）氫氣易燃易爆，實驗開始先通氫氣；實驗結(jié)束后，為防止鐵被氧化，停止加熱后還要通入氫氣；
（2）由圖可知，氫氣與氧化鐵反應(yīng)推斷現(xiàn)象，則根據(jù)反應(yīng)原理寫出化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)可知：氧化銅被氫氣還原生成銅和水，故質(zhì)量應(yīng)該減少，可以據(jù)此作答；
（4）根據(jù)分析第二組實驗結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，故只要加入一個干燥裝置即可．

解答：解：（1）實驗開始時，先通入氫氣，待試管中的空氣被排凈后，再給氧化鐵加熱，以防試管內(nèi)的混合氣體受熱發(fā)生爆炸；實驗結(jié)束時，先熄滅酒精燈，待試管冷卻后，再停止通氫氣，目的是使還原出來的鐵在氫氣環(huán)境下冷卻，防止空氣進(jìn)入試管中致使灼熱的鐵被再度氧化，導(dǎo)致實驗失�。�故填：防止爆炸；防止空氣進(jìn)入試管中致使灼熱的銅被再度氧化，導(dǎo)致實驗失�。�
（2）氫氣與氧化鐵反應(yīng)生成鐵粉，B中紅色粉末逐漸變黑色；方程式為：Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂0．故填：紅色；Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂0；
（3）第二組實驗結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，使得計算結(jié)果不準(zhǔn)確；所以選①組
根據(jù)氧化銅和氫氣的反應(yīng)可以知道：氧化鐵中的氧元素和氫氣中氫元素結(jié)合生成了水，所以固體的質(zhì)量應(yīng)該減少；
設(shè)：樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂0  固體減少
160          112     160-112=48
x                    32.4g+10g-40g=2.4g
則

160

48

=

x

2.4g

，解得x=8.0g
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8.0g

10.0g

×100%=80%；故填：①；80%；
（4）根據(jù)分析第二組實驗結(jié)果大于氧化銅的原因可能是反應(yīng)帶出了部分水，使質(zhì)量增加，所以應(yīng)該在A和B之間加一個干燥裝置；裝置中加入濃硫酸．鋅粒表面有氧化物，氧化物與酸反應(yīng)后，鋅充分與酸接觸，反應(yīng)速率加快．
故填：AB；濃硫酸；鋅粒表面的氧化物被反應(yīng)掉，鋅與酸充分接觸．

點評：此題是一道綜合題，解題的重點質(zhì)量守恒定律等知識進(jìn)行的計算，是一道能訓(xùn)練學(xué)生思維的綜合題．