Question

工業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)金屬的冶煉過程都是采用熱還原法．為測定某三氧化鎢粉末中三氧化鎢的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，春蕾化學(xué)課外活動(dòng)小組的同學(xué)根據(jù)此原理，采用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

已知實(shí)驗(yàn)用三氧化鎢樣品的質(zhì)量為13.0g．其中WO₃反應(yīng)完全，化學(xué)方程式為：WO₃+3H₂

高溫  .

W+3H₂O，而樣品中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)；C中吸收完全．該小組經(jīng)過規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作后得到了兩組數(shù)據(jù)，記錄如下表

	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
B裝置的總質(zhì)量/g	45.5	43.1
C裝置的總質(zhì)量/g	100.5	103.3

（1）中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

；
（2）任選一組數(shù)據(jù)，計(jì)算樣品中 WO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（精確到0.1%），寫出必要的計(jì)算過程，并對結(jié)果的可靠性進(jìn)行評價(jià)．若不可靠，說明原因．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬性活動(dòng)順序表可知，排在氫元素前的金屬能把能氫置換出來．
（2）寫出化學(xué)方程式并計(jì)算出WO₃的質(zhì)量，然后計(jì)算出WO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）根據(jù)金屬性活動(dòng)順序表可知，排在氫前面的金屬可以把氫置換出來，故答案為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）解法一：
根據(jù)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)前后B裝置減少的質(zhì)量等于樣品中所含WO₃中氧元素的質(zhì)量，氧元素的質(zhì)量=45.5克-43.1克=2.4克．WO₃的相對分子質(zhì)量=184+16×3═232，則WO₃中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

16×3

232

×100%=20.69%．則WO₃的質(zhì)量=2.4克÷20.69%=11.6克，所以樣品中WO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

11.6克

13.0克

×100%═89.2%．
解法二：反應(yīng)前后C裝置增加的質(zhì)量為氯化鈣吸收水的質(zhì)量，則水的質(zhì)量=103.3克-100.5克=2.8克，設(shè)WO₃的質(zhì)量為X．
WO₃+3H₂

高溫  .

W+3H₂O
232              54
X               2.8克

232

54

═

X

2.8克

得：X=12.0克
∴樣品中氧化鎢的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

12.0克

13.0克

×100%=92.3%．
解法二的結(jié)果不可靠，裝置A內(nèi)物質(zhì)反應(yīng)生成的氫氣未經(jīng)干燥直接進(jìn)入B裝置，水分最后被C裝置中的氯化鈣吸收；另外由于C直接與空氣相連，可能吸收少量空氣中的水分，這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致C裝置的質(zhì)量增重．
答：樣品中 WO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89.2%．

點(diǎn)評：掌握化學(xué)方程式的計(jì)算格式和規(guī)范性，本題的難點(diǎn)是（2），學(xué)會(huì)分析引起誤差的原因．