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）；反應生成單質鐵和二氧化碳，以及少量的一氧化碳。

（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，他這樣操作引起的后果
是                                                                。
（3）如果b裝置中氫氧化鈉溶液對二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學用b裝置中氫氧
化鈉溶液的質量變化測定出氧化鐵的質量分數將       （選填“偏大”、“偏小”
或“準確”）。
Ⅱ．乙同學取氧化鐵的質量分數為80%的赤鐵礦粉10g，加入足量稀鹽酸，恰好完全反應，
共用去稀鹽酸154.5g（假設雜質既不溶于水也不與酸發生反應）。
試計算反應后溶液中溶質的質量分數。（請寫出計算過程）

Answer 1

（1）將裝置內的空氣排盡（2）b中的NaOH溶液會倒吸入a中造成硬質玻璃管
破裂（或生成的鐵重新被氧化）  （3）偏小

試題分析：（1）用一氧化碳還原氧化鐵，要先把裝置內的空氣排盡，目的是防止爆炸；
（2）反應結束后，要等試管冷卻后再停止通氮氣，目的是防止生成的生成的鐵重新被氧化；
（3）由于碳和氧化鐵反應也可能產生一氧化碳,不會被吸收，故測定出氧化鐵的質量分數將偏小。
利用化學方程式氧化鐵與氯化鐵的質量比可求出氯化鐵的質量；
解：設反應生成FeCl₃質量為x。
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O 
160    325
10g×80%   x                
X=(325×8g)/160=16.25g   
溶液中FeCl₃的質量分數=16.25g/(154.5g+8g)×100%=10% 
答：反應后溶液中氯化鐵的質量分數分別是10%