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

Question

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．
【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______．
（3）如果步骤4中滤渣没有经过洗涤，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该样品中各成分的质量．（只写出结果）

Answer 1

（1）由用磁铁接近样品，发现磁铁吸引了部分黑色固体，说明了样品中含有单质的铁，即“脱氧剂”没有失效．故填：“脱氧剂”没有失效；
（2）将样品加足量水充分搅拌溶解，将样品中的氯化钠溶解．而没有溶解的物质是铁粉、活性炭，它们的质量是8.32g，则氯化钠的质量是10.00g-8.32g=1.68g．
故填：除去氯化钠，并间接测得氯化钠的质量；
（3）由于滤渣表面粘附少量溶质，所以，称得的质量大于1.20g；故填：＞；
（4）因为氧化铁与稀硫酸反应有水生成，所以应该在装置的a导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管，从而除去H₂中的水蒸气．故填：除去H₂中混有的水蒸气
（5）样品在稀硫酸中除了Fe、Fe₂O₃分别能与稀硫酸反应外，还存在反应：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄．因此，小明用产生H₂的质量计算样品中铁的质量不合理．实际上，样品中单质铁的质量应该是与酸反应消耗的铁和与Fe₂（SO₄）₃反应消耗铁的质量总和．
故填：样品中的铁，除了与稀硫酸反应生成H₂外，还有一部分铁与硫酸铁溶液反应；
（6）由步骤2可知：氯化钠的质量为：10.00g-8.32g=1.68g，即氯化钠的质量是1.68g．
由步骤4可知：滤渣为活性炭，质量为：1.20g．
设生成0.1g氢气需要铁的质量为x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
x            0.1g
(56)/(x)=(2g)/(0.1g)，
x=2.8g，
即样品中铁的质量是2.8g．
所以，氧化铁的质量是：10.00g-1.68g-1.20g-2.8g=4.32g．
答：氯化钠的质量是1.68g；活性炭的质量是1.20g；铁的质量是2.8g；氧化铁的质量是4.32g．