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每年世界上钢铁的产量很高,但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁生锈有弊也有利。一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇,他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠,打开发现...
题目内容:
每年世界上钢铁的产量很高,但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁生锈有弊也有利。一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇,他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠,打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末。
(资料获悉)①铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化,从而达到除氧保鲜的目的。铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3(其他产物忽略不计)。
②Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O; Fe+Fe2(SO4)3═3FeSO4。
③“碱石灰的干燥管”可以用来干燥氧气、氢气等气体。
④铁、活性炭、Fe2O3固体不溶于水,Fe2(SO4)3、NaCl、FeSO4固体能溶于水。
(探究目的)小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效,并测定10.00g样品各成分的质量,设计了以下探究实验。
(实验探究)(假设所有操作没有损失)
步骤1:小刚用磁铁接近样品,发现磁铁吸引了部分黑色固体。
步骤2:称取10.00g样品于一烧杯中,加足量水充分搅拌溶解后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为8.32g。
步骤3:按如图装置,将得到的8.32g固体与足量稀硫酸反应,用电子秤称得反应前后总质量差为0.11g。
步骤4:将锥形瓶中反应后的液体过滤,并将滤渣洗涤、干燥后,称得其质量为1.20g。
步骤5:分析测算步骤4中所得滤液得知:滤液中溶质是硫酸和硫酸亚铁,且最后通过结晶分离出16.72g硫酸亚铁。
(交流讨论)
(1)由步骤1得出的结论是_____。
(2)步骤2目的是除去并测得_____的质量,得知该物质的质量为_____g。
(3)步骤4中滤渣的主要成分是_____,若没有经过洗涤,则称得的质量_____1.20g(填“>”或“=”或“<”)
(4)小刚认为0.11g差值即为H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为3.08g。小华提出在装置的a导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管,他这样做的理由是_____。
(5)小华还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中所含铁的质量不合理,其理由是:_____。
(学生实验)小华将步骤3的装置进行了改进,重新称取10.00g样品进行实验,并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为0.1g。
(6)请根据以上数据,计算10g该样品中各成分的铁和氧化铁的质量。(只写出结果)铁:_____g,氧化铁:_____g。
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