某同學(xué)為測(cè)定12g含雜質(zhì)的氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究（提示：氫氣和氧化鐵在高溫條件下發(fā)生置換反應(yīng)，雜質(zhì)不參加反應(yīng)，濃硫酸具有吸水性，假定每步均完全反應(yīng)或吸收）．
主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按順序組裝儀器，檢查裝置的氣密性，稱量樣品和必要裝置的質(zhì)量；
②緩緩?fù)ㄈ敫稍锏臍錃猓?nbsp; ③點(diǎn)燃B處酒精燈； ④反應(yīng)結(jié)束熄滅B處酒精燈；
⑤待裝置B冷卻至室溫再停止通氫氣； ⑥再次稱量必要裝置的質(zhì)量．
|
裝置B |
裝置C |
| 反應(yīng)前的質(zhì)量/g |
86.3 |
286.9 |
| 反應(yīng)后的質(zhì)量/g |
83.9 |
284.2 |
（1）儀器a的名稱
玻璃管
玻璃管
．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)先通氫氣后加熱的目的是
除去裝置內(nèi)的氧氣，防止發(fā)生爆炸
除去裝置內(nèi)的氧氣，防止發(fā)生爆炸
，驗(yàn)證該步驟目的達(dá)到的實(shí)驗(yàn)方法是
收集尾氣靠近燃著的酒精燈，聽聲音
收集尾氣靠近燃著的酒精燈，聽聲音
．
（3）裝置B處的現(xiàn)象
紅色粉末變?yōu)楹谏?/div>
紅色粉末變?yōu)楹谏?/div>．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束為什么先停止加熱，待裝置B冷卻至室溫再停止通氫氣
防止溫度降低，C中液體被倒吸入B中
防止溫度降低，C中液體被倒吸入B中
．
（5）請(qǐng)計(jì)算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算步驟，計(jì)算結(jié)果精確到0．l%）
（6）該實(shí)驗(yàn)還可測(cè)定組成水的各元素之間的質(zhì)量關(guān)系，請(qǐng)用表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列式表示出水中氫、氧元素的質(zhì)量比為
【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）
【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）
（不用化簡(jiǎn)）；若氧化鐵沒有完全反應(yīng)，則求得水中氫、氧元素的質(zhì)量比會(huì)
不變
不變
（“偏大”、“偏小”或“不變”），若缺少裝置A，則
偏大
偏大
．
分析：（1）據(jù)常用儀器回答；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)先通氫氣后加熱的目的是：除去裝置內(nèi)的氧氣，防止發(fā)生爆炸，驗(yàn)證該步驟目的達(dá)到的實(shí)驗(yàn)方法是收集尾氣靠近燃著的酒精燈，聽聲音；
（3）氧化鐵與氫氣反應(yīng)生成鐵和水，據(jù)此分析裝置B處的現(xiàn)象；
（4）根據(jù)裝置特點(diǎn)分析操作的原因；
（5）根據(jù)B裝置中減少的質(zhì)量即為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，計(jì)算出氧化鐵的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）根據(jù)B裝置中減少的質(zhì)量即為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，也就是生成的水中氧元素的質(zhì)量，C裝置中增加的質(zhì)量為水的質(zhì)量，水由氫元素和氧元素組成，故水的質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量就是氫元素的質(zhì)量，故而可求出氫氧元素的質(zhì)量比；物質(zhì)的組成是一定的，水中氫氧元素的質(zhì)量比是一定的，故即使玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應(yīng)，水中氫氧元素的質(zhì)量比是不變的；
若缺少裝置A，氧元素的測(cè)定取決于B裝置，氫元素的質(zhì)量據(jù)C判斷，由于鋅和硫酸反應(yīng)會(huì)有部分水蒸氣進(jìn)入C，所以水的質(zhì)量增加，氧元素不變，則測(cè)出的氫元素的質(zhì)量會(huì)偏大，從而使氫、氧元素的質(zhì)量比變小．
解答：解：（1）儀器a是兩端開口的玻璃管；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)先通氫氣后加熱的目的是：除去裝置內(nèi)的氧氣，防止發(fā)生爆炸，驗(yàn)證該步驟目的達(dá)到的實(shí)驗(yàn)方法是收集尾氣靠近燃著的酒精燈，聽聲音，若聽到‘噗’的一聲，說明空氣已排盡；
（3）氧化鐵與氫氣在加熱的條件下反應(yīng)生成鐵和水，氧化鐵是紅色粉末，鐵粉是黑色粉末，所以會(huì)在B處觀察到紅色粉末變?yōu)楹谏?br />（4）觀察裝置，實(shí)驗(yàn)結(jié)束先停止加熱，待裝置B冷卻至室溫再停止通氫氣，是為了防止溫度降低，C中液體被倒吸入B中；
（5）B裝置中減少的質(zhì)量即為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，即86.3g-83.9g=2.4g
則氧化鐵的質(zhì)量為：2.4g÷
×100%=8g
∴樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
×100%≈66.7%；
答：樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.7%；
（6）由（5）可知氧化鐵中氧元素的質(zhì)量即是水中氧元素的質(zhì)量，即2.4g，C裝置中增加的質(zhì)量為水的質(zhì)量，水由氫元素和氧元素組成，故水的質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量就是氫元素的質(zhì)量，即（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g），故氫元素和氧元素的質(zhì)量比為：【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）；
因?yàn)槲镔|(zhì)的組成是一定的，水中氫氧元素的質(zhì)量比是一定的，故即使玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應(yīng)，水中氫氧元素的質(zhì)量比是不變的；
若缺少裝置A，氧元素的測(cè)定取決于B裝置，氫元素的質(zhì)量據(jù)C判斷，由于鋅和硫酸反應(yīng)會(huì)有部分水蒸氣進(jìn)入C，所以水的質(zhì)量增加，氧元素不變，則測(cè)出的氫元素的質(zhì)量會(huì)偏大，從而使氫、氧元素的質(zhì)量比變大；
故答案為：（1）玻璃管；
（2）除去裝置內(nèi)的氧氣，防止發(fā)生爆炸；收集尾氣靠近燃著的酒精燈，聽聲音；
（3）紅色粉末變?yōu)楹谏?br />（4）防止溫度降低，C中液體被倒吸入B中；
（5）66.7%；
（6）【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）；不變；偏大．
點(diǎn)評(píng)：本題考查知識(shí)綜合而全面，能很好的考查知識(shí)的運(yùn)用及實(shí)驗(yàn)分析的能力．根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，B裝置減少的質(zhì)量是氧元素的質(zhì)量，C裝置增加的質(zhì)量是反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，這是解決本題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題
科目：初中化學(xué)
來源：
題型：
（2012?青島）某同學(xué)為測(cè)定12g含雜質(zhì)的氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，設(shè)計(jì)了下圖所示的裝置，進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究（提示：3H
2+Fe
2O
32Fe+3H
2O雜質(zhì)不參加反應(yīng)，假定每步均完全反應(yīng)或吸收）．請(qǐng)回答有關(guān)問題：
得到如下數(shù)據(jù)：
| 裝置 |
B |
C |
| 反應(yīng)前質(zhì)量 |
86.3g |
284.2g |
| 反應(yīng)后質(zhì)量 |
83.9g |
286.9g |
（1）請(qǐng)計(jì)算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算步驟，計(jì)算結(jié)果精確到0．l%）
（2）該實(shí)驗(yàn)還可測(cè)定組成水的各元素之間的質(zhì)量關(guān)系，請(qǐng)用表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列式表示出水中氫、氧元素的質(zhì)量比為
【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）
【（286.9g-284.2g）-（86.3g-83.9g）】：（86.3g-83.9g）
（不用化簡(jiǎn)）；若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應(yīng)，則求得水中氫、氧元素的質(zhì)量比會(huì)
不變
不變
（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
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科目：初中化學(xué)
來源：山東省中考真題
題型：計(jì)算題
某同學(xué)為測(cè)定12g含雜質(zhì)的氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，設(shè)計(jì)了下圖所示的裝置，進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究（提示：3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O雜質(zhì)不參加反應(yīng)，假定每步均完全反應(yīng)或吸收）．請(qǐng)回答有關(guān)問題： |
|
|
得到如下數(shù)據(jù)：
| 裝置 |
B |
C |
| 反應(yīng)前質(zhì)量 |
86.3g |
284.2g |
| 反應(yīng)后質(zhì)量 |
83.9g |
286.9g | |
（1）請(qǐng)計(jì)算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算步驟，計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）
（2）該實(shí)驗(yàn)還可測(cè)定組成水的各元素之間的質(zhì)量關(guān)系，請(qǐng)用表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列式表示出水中氫、氧元素的質(zhì)量比為____________（不用化簡(jiǎn)）；若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應(yīng)，則求得水中氫、氧元素的質(zhì)量比會(huì)___________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）． |
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科目：初中化學(xué)
來源：
題型：
某同學(xué)為測(cè)定12g含雜質(zhì)的氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，設(shè)計(jì)了下圖所示的裝置，進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究（提示：3H2+Fe2O3===2Fe+3H2O
雜質(zhì)不參加反應(yīng)，假定每步均完全反應(yīng)或吸收）。請(qǐng)回答有關(guān)問題：
（1）請(qǐng)計(jì)算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算步驟，計(jì)算結(jié)果精確到0.l％）
（2）該實(shí)驗(yàn)還可測(cè)定組成水的各元素之間的質(zhì)量關(guān)系，請(qǐng)用表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列式表示出水中氫、氧元素的質(zhì)量比為_________________________________________________（不用化簡(jiǎn)）；若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應(yīng)，則求得水中氫、氧元素的質(zhì)量比會(huì)__________（選填“偏大”、“偏小” 或“不變”）。
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科目：初中化學(xué)
來源：2012年山東省青島市中考化學(xué)試卷 （解析版）
題型：解答題
某同學(xué)為測(cè)定12g含雜質(zhì)的氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，設(shè)計(jì)了下圖所示的裝置，進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究（提示：3H
2+Fe
2O
3
2Fe+3H
2O雜質(zhì)不參加反應(yīng)，假定每步均完全反應(yīng)或吸收）．請(qǐng)回答有關(guān)問題：
得到如下數(shù)據(jù)：
| 裝置 | B | C |
| 反應(yīng)前質(zhì)量 | 86.3g | 284.2g |
| 反應(yīng)后質(zhì)量 | 83.9g | 286.9g |
（1）請(qǐng)計(jì)算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算步驟，計(jì)算結(jié)果精確到0．l%）
（2）該實(shí)驗(yàn)還可測(cè)定組成水的各元素之間的質(zhì)量關(guān)系，請(qǐng)用表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列式表示出水中氫、氧元素的質(zhì)量比為______（不用化簡(jiǎn)）；若玻璃管中的氧化鐵沒有完全反應(yīng)，則求得水中氫、氧元素的質(zhì)量比會(huì)______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
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