Question

化學興趣小組的同學為了測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數．
Ⅰ．甲同學取一定質量的赤鐵礦粉與過量的木炭粉混合后，用下圖所示裝置以合理的操作步驟測定（假設雜質始終不發生變化）．
（1）實驗中持續通入干燥的氮氣．加熱前緩緩通入一段時間，其作用是______
（2）反應結束后，甲同學熄滅了噴燈的火焰后，馬上停止通入N₂，他的操作對嗎？說明理由______
（3）如果氫氧化鈉溶液是足量的，對二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學用氫氧化鈉溶液的增重測定出氧化鐵的質量分數將______（選填“偏大”、“偏小”或“準確”），原因是______，若有誤差，則減小誤差的改進措施是______．
Ⅱ．乙同學取礦石樣品10g，加入足量稀鹽酸，完全反應后，共用去稀鹽酸112.5g，過濾得到濾渣2.5g （假設雜質既不溶于水也不與酸發生反應）．請你和乙同學-起計算赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數和反應后溶液中氯化鐵的質量分數．（計算過程中保留二位小數，最后精確到0.1%）

Answer 1

【答案】分析：本題第一問解題的關鍵在于知道實驗探究的目的，用氮氣的目的是將裝置內的空氣排盡；馬上停止通入N₂不對；b中的NaOH溶液會倒吸入a中造成硬質玻璃管破裂．弄清化學反應中反應物、生成物之間的關系，同時要弄清雜質在反應中存在于什么地方．第二問中關于反應后溶液中溶質的質量分數的計算，關鍵是要弄清反應后溶液是什么溶液．一般來說，可根據化學方程式求溶質的質量，溶液的質量可根據公式：“反應后溶液的質量=反應前加入的所有物質質量之和-雜質的質量-氣體的質量-沉淀的質量”來求出．寫化學方程式時一定先分析題意，得出反應物和生成物．根據化學方程式計算時，要分析題目中所給的已知條件是什么，需要求解的是什么，然后再根據相關知識進行解答．
解答：解：Ⅰ．Ⅰ①通氮氣主要是隔絕氧氣，加熱前就通入一段時間是要提前排盡裝置內的空氣．②因整個過程都通氮氣，所以不會出現倒吸現象．③NaOH溶液能吸收CO₂，從而能測出CO₂的質量，代入化學方程式即可求得氧化鐵質量及其質量分數．但從裝置出來的氣體不僅有CO₂還有CO，也就是碳還原氧化鐵時，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，使測得CO₂質量偏小，從而導致氧化鐵質量分數也偏�。�改進方法是：在ab之間再連一個盛有氧化銅的兩頭通的玻璃管和a裝置同時加熱，在b后連一個干燥裝置和b一起稱增重．故答案為：①將裝置內的空氣排盡；②不對；b中的NaOH溶液會倒吸入a中造成硬質玻璃管破裂（答案合理均給分．）③偏�。� 氫氧化鈉增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏��；在ab之間再連一個盛有氧化銅的兩頭通的玻璃管和a裝置同時加熱，在b后連一個干燥裝置和b一起稱增重．
Ⅱ．鐵礦石的質量分數=×100%=75% 
設和7.5g Fe₂O₃反應生成FeCl₃質量為x．
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O    
160          325
7.5g          x            
    
X=15.23g   
溶液中FeCl₃的質量分數=×100%=12.7% 
答：赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數和反應后溶液中氯化鐵的質量分數分別是75%、12.7% 
故答案為：75%； 12.7%
點評：本考點考查了實驗設計和有關的計算題，有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關于對實驗設計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗目的；二是設計的方法進行比較，那種方法更簡便．