“阳光”牌小包装“脱氧剂”成份为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水.某校化学兴趣小组欲探究该“脱氧剂”中Fe粉和活性炭质量之比,设计并进行了如下探究过程,请你参与实验并回答有关问
题目
“阳光”牌小包装“脱氧剂”成份为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水.某校化学兴趣小组欲探究该“脱氧剂”中Fe粉和活性炭质量之比,设计并进行了如下探究过程,请你参与实验并回答有关问题.
步骤(1)取某食品包装袋中的“阳光”牌“脱氧剂”一袋,将里面的固体倒在滤纸上,仔细观察,固体为灰黑色粉末,夹杂着一些红棕色粉末.由此得出的结论为上述“脱氧剂”中的铁已部分被______;
步骤(2)将步骤(1)中的固体溶于水,过滤,将滤渣洗涤、干燥.该步骤的目的是______;
步骤(3)取步骤(2)中的滤渣,将其分为两等份,每一份质量为8.0g.将其中一份在氧气流中充分灼烧,生成的气体全部通入足量得澄清石灰水,得到干燥、纯净的沉淀20.0 g.8.0 g滤渣中活性炭的质量为______;
步骤(4)将步骤(3)中的另一份滤渣放入烧杯中,加入一定体积2.0mol/L的稀H2SO4,微热至反应完全.为保证滤渣充分溶解,加入的稀H2SO4的体积应大于或等于______mL;
步骤(5)向步骤(4)中的混合物中加入过量的氢氧化钠溶液,得到的固体经洗涤后转移到坩埚中充分加热,冷却、称量,得到6.86g固体.
结论:该“脱氧剂”中的Fe粉和活性炭质量之比为______.
答案
(1)取某食品包装袋中的“阳光”牌“脱氧剂”一袋将里面的固体倒在滤纸上,仔细观察,固体为灰黑色粉末,夹杂着一些红棕色粉末判断为氧化铁,由此得出的结论为上述“脱氧剂”中的铁已部分被氧化;在金属铁的氧化物中,只有氧化铁是红棕色的固体,所以“脱氧剂”中的红棕色物质为Fe
2O
3;
故答案为:氧化;
(2)脱氧剂”成份为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水,将步骤(1)中的固体溶于水,过滤,将滤渣洗涤、干燥.该步骤的目的是除去NaCl;
故答案为:除去NaCl;
(3)取步骤(2)中的滤渣,将其分为两等份,每一份质量为8.0g.将其中一份在氧气流中充分灼烧,生成的气体全部通入足量得澄清石灰水,得到干燥、纯净的沉淀20.0 g,依据脱氧剂”成份为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水,分析可知,生成二氧化碳的只有活性炭,依据碳元素守恒,C~CO
2~CaCO
3,得到碳物质的量为0.2mol;所以8.0g滤渣中活性炭的质量为0.2mol×12g/mol=2.4g
故答案为:2.4g;
(4)步骤(3)中的另一份滤渣中含有金属铁的质量是8.0g-2.4g=5.6g即0.1mol,加入一定体积2.0mol/L的稀H
2SO
4,Fe+H
2SO
4=FeSO
4+H
2↑,需要硫酸的物质的量是0.1mol,需要硫酸的体积:
=50mL,但是部分金属铁已经被氧化为氧化铁,Fe
2O
3+3H
2SO
4=Fe
2(SO
4)
3+3H
2O,所以试剂消耗硫酸的体积大于50mL,故答案为:50;
(5)根据实验,向金属铁以及氧化铁的混合物中加入一定体积足量的稀H
2SO
4,微热至反应完全.再加入过量的氢氧化钠溶液,过滤后会得固体氢氧化铁,经洗涤后转移到坩埚中充分加热,灼烧,冷却、称量,得到固体氧化铁质量为6.86g即为0.042875mol,则根据铁元素守恒,金属铁的物质的量为0.08575mol,所以Fe粉和活性炭质量之比=(0.08575×56):2.4=2:1,故答案为:2:1.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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