Question

鐵礦石是工業煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物（設雜質中不含鐵元素和氧元素，且雜質不與H₂SO₄反應）。某研究性學習小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學式進行探究。

A              B         C
Ⅰ．鐵礦石中含氧量的測定
① 按上圖組裝儀器，檢查裝置的氣密性； 
② 將5.0g鐵礦石放入硬質玻璃管中，裝置B、C中的藥品如圖所示（夾持儀器均省略）；
③ 從左端導氣管口處不斷地緩緩通入H₂，待C裝置出口處H₂驗純后，點燃A處酒精燈
④ 充分反應后，撤掉酒精燈，再持續通入氫氣至完全冷卻。
（1）裝置C的作用為                                      。
（2）測的反應后裝置B增重1.35g，則鐵礦石中氧的百分含量為               。
Ⅱ．鐵礦石中含鐵量的測定
（1）步驟④中煮沸的作用是                                          。
（2）步驟⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、                。
（3）下列有關步驟⑥的操作中說法正確的是                    。

a．因為碘水為黃色，所以滴定過程中不需加指示劑
b．滴定過程中可利用淀粉溶液作為指示劑
c．滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液
d．錐形瓶不需要用待測液潤洗
e．滴定過程中，眼睛注視滴定管中液面變化
f．滴定結束后，30s內溶液不恢復原來的顏色再讀數
（4）若滴定過程中消耗0.5000mol·L^?1KI溶液20.00mL，則鐵礦石中鐵的百分含量為            。
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為                。

Answer 1

（14分）
Ⅰ．（1）防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入B中，影響測定結果。（2分）
（2）24% （2分）
Ⅱ．（1）趕走溶液中溶解的過量的Cl₂ （2分）
（2）250mL容量瓶 （2分）（未答“250mL”不給分）
（3）df （2分） （4）70% （2分）Ⅲ. Fe₅O₆ （2分）

試題分析：
Ⅰ．（1）B中的堿石灰是吸收置換反應生成的水的，為了防止空氣成分對實驗的影響，要加一個裝置吸收空氣中的水以及二氧化碳；
（2）氧元素的百分含量為：
Ⅱ．（1）通入過量的Cl₂是為了將鐵元素全部變為Fe³⁺，但是為了防止過量的氯氣與KI反應，使測定結果偏高，所以要將溶液煮沸趕走溶液中溶解的過量的Cl₂。
（2）步驟⑤是溶液的配制（稀釋），可知該處應該用250ml的容量瓶。
（3）a．碘水、Fe³⁺均為黃色，滴定過程中顏色無明顯變化，故a錯。
b．2Fe³⁺ + 2I^? = 2Fe²⁺ + I₂，滴定一開始就生成I₂，使淀粉溶液變藍，無法指示終點。正確的指示劑應該為KSCN，顏色變化為血紅色變為無色。故b錯。
c．滴定管用蒸餾水洗滌后必需用待裝液潤洗后才能裝液。故c錯。
e．滴定時，左手控制滴定管，右手搖動錐形瓶。故e錯。
f．滴定過程中，眼睛注視錐形瓶中溶液顏色變化。故f錯。
（4）由于所取溶液（含Fe³⁺）的體積與消耗KI溶液的體積相等，結合方程式可知，c(Fe³⁺)=c(KI)=0.5mol·L^?1，所以鐵元素的百分含量為：    
Ⅲ．因為，所以鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為Fe₅O₆
考點定位：本題是一道探究鐵的氧化物和氫氧化物、測量物質的含量知識的一道綜合考查題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．