Question

某NaHCO3样品中混入了少量FeO、CuO、Fe2O3杂质．I．某研究性学习小组设计实验方案证明样品中含有FeO．除

某NaHCO3样品中混入了少量FeO、CuO、Fe2O3杂质．I．某研究性学习小组设计实验方案证明样品中含有FeO．除样品外，实验室只提供以下试剂：①KMnO4溶液、②稀硫酸、③KSCN溶液、④NaOH溶液、⑤双氧水．你认为要完成该实验所选择的试剂最好是______．Ⅱ．测定混合物中NaHCO3的含量实验室可用多种方法测出上述样品中NaHCO3的质量分数．现有学生小组准备用如图各装置按一定顺序连接成一套完整的组合装置来进行实验以测定NaHCO3的质量分数．请根据题意回答下列问题：（1）装置的连接顺序是______（填字母，每个装置只能用一次）（2）实验过程中需要持续通入空气，其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物达到充分反应外，还有一个重要作用是______（3）下列各项措施中，能提高测定准确度的是______（填标号）a．在加入盐酸之前，应该排尽装置内的CO2气体b．快速加入盐酸c．在B中装入浓硫酸d．在B中装入NaOH溶液e．D之后增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置（4）实验室准确称取10.0g固体样品装入D中，充分反应后，测得A中沉淀质量为19.7g，则样品中NaHCO3的质量分数为______（5）样品中的Fe2+有较强的还原性，配平下列反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目．①______FeO+______HNO3=______Fe（NO3）3+______NO↑+______H2O若该反应中有0.3mol还原剂参加反应，则生成NO物质的量为______mol，转移电子的物质的量为______mol．②______Fe2++______ClO2+______=______Fe3++______Cl-+______H2O上述反应中若将ClO2改为氯水，等物质的量的Fe2+完全反应，生成的Cl-______（填“增多”“减小”或“不变”）．

Answer 1

Ⅰ．若要证明混入了少量FeO、CuO、Fe₂O₃杂质的NaHCO₃样品中含有FeO，利用稀酸（非氧化性）溶解后生成的亚铁离子，亚铁离子具有还原性，而给出的试剂中KMnO₄溶液具有强氧化性，可使KMnO₄溶液褪色，则选择试剂为稀硫酸、KMnO₄溶液；故答案为：①②；
Ⅱ．（1）测定样品中NaHCO₃的质量分数，根据只有NaHCO₃与盐酸产生的二氧化碳，二氧化碳再与氢氧化钡生成的碳酸钡沉淀的质量计算出二氧化碳的质量，从而计算其NaHCO₃的质量，再根据样品质量计算出的NaHCO₃质量分数，仪器连接顺序为：先将空气通入盛有氢氧化钠溶液的装置B，以便除去空气中的二氧化碳，然后利用空气将装置D中产生的二氧化碳驱赶到装置A，利用二氧化碳与氢氧化钡生成的碳酸钡沉淀的质量计算出二氧化碳的质量，从而计算其NaHCO₃的质量，由于空气中的二氧化碳、水蒸气影响测定结果，需要在装置A后连接一个吸收二氧化碳、水蒸气的装置C，所以装置连接顺序为：BDAC，
故答案为：BDAC；
（2）实验过程中需要持续通入空气，其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物达到充分反应外，还可以使反应生成的二氧化碳尽可能彻底的赶入装置A中，使反应生成的二氧化碳能够被氢氧化钡溶液完全吸收，故答案为：将反应产生的CO₂气体尽可能彻底的赶入装置A中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（3）a、该实验是通过测定二氧化碳的质量来计算样品中氧化铁的质量分数的，在加入盐酸之前，应该排尽装置内的CO₂气体，避免装置中的二氧化碳影响测定结果，故a正确；
b、若加入的盐酸速度过快，二氧化碳与氢氧化钡溶液反应不完全，导致测定的二氧化碳的质量偏低，样品中碳酸钙的质量偏小，影响了测定结果，故b错误；
c、若装置B中装入浓硫酸，由于浓硫酸不能够吸收二氧化碳，导致空气中的二氧化碳被氢氧化钡溶液吸收，导致测定的二氧化碳质量偏大，应该使用氢氧化钠溶液，故c错误；
d、装置B中盛有氢氧化钠溶液，目的是为了吸收空气中的二氧化碳，避免空气中的二氧化碳影响测定结果，故d正确；
e、由于该实验是通过测定碳酸钡质量来计算生成二氧化碳的质量，二氧化碳中的氯化氢不影响测定结果，没有必要在D之后增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，故e错误；
故选ad；
（4）由NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑、CO₂+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+H₂O可知，NaHCO₃～BaCO₃，
设碳酸钙的质量为x，
NaHCO₃→BaCO₃，
84      197
 x    19.7g
解得：x=8.4g，样品中NaHCO₃的质量分数为：

8.4

10

×100%=84%，
故答案为：84%；
（5）①在反应中，N元素的化合价从+5价降低为+2价，Fe元素的化合价升高，从+2价升高到+3价，铁元素失电子，N元素得电子，最小公倍数是3，所以FeO的前边系数是3，Fe₂（NO₃）₃的前边系数是3，HNO₃的系数是1+9=10，NO的系数是1，根据元素守恒，得到化学方程式以及电子转移情况如下：3FeO+10HNO₃=3Fe（NO₃）₃+1NO↑+5H₂O；若该反应中有0.3mol还原剂参加反应即氧化亚铁为0.3mol，则根据方程式生成NO物质的量为0.1mol，转移电子的物质的量为0.3×1=0.3mol；
故答案为：3；10；3；1；5；0.1mol；0.3mol；
②在反应中，氯元素的化合价从+4价降低为-1价，Fe元素的化合价升高，从+2价升高到+3价，铁元素失电子，氯元素得电子，最小公倍数为5，所以Fe²⁺+的前边系数是5，Fe³⁺的前边系数是5，ClO₂的系数是1，Cl^-的系数是1，根据元素守恒，得到化学方程式以及电子转移情况如下：5Fe²⁺+1ClO₂+4H⁺=5Fe³⁺+1Cl^-+2H₂O；若将ClO₂改为氯水，则氯元素的化合价从0价降低为-1价，变化变小，所以等物质的量的Fe²⁺完全反应生成的Cl^-增多，故答案为：5；1；4H⁺；5；1；2；增多；