Question

鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物(設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H₂SO₄反應(yīng))。有研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)一：鐵礦石中含氧量的測(cè)定
a．按上圖組裝儀器(夾持儀器均省略)，檢查裝置的氣密性；
b．將5．0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中；
c．從左端導(dǎo)氣管口處不斷地緩緩?fù)ㄈ際₂，待C裝置出口處對(duì)H₂驗(yàn)純后，點(diǎn)燃A處酒精燈；
d．充分反應(yīng)后，撤掉酒精燈，再持續(xù)通入氫氣至完全冷卻。
（1）裝置C的作用為_______________________________________________________。
（2）測(cè)得反應(yīng)后裝置B增重1．35g，則鐵礦石中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________________。
實(shí)驗(yàn)二：鐵礦石中含鐵量的測(cè)定
 
（3）步驟④中煮沸的目的是_____________________________________________。
（4）步驟⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、_________________________。
（5）下列有關(guān)步驟⑥的操作中說法不正確的是_______________________________。
a．滴定管用蒸餾水洗滌后再用待裝液潤(rùn)洗
b．錐形瓶不需要用待測(cè)液潤(rùn)洗
c．因?yàn)榈馑疄辄S色，所以滴定過程中不需加指示劑
d．滴定過程中可利用淀粉溶液作為指示劑
（6）鐵礦石中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________________________________________。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：推算鐵的氧化物的組成
（7）由實(shí)驗(yàn)一、二得出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式為____________________________。

Answer 1

（14分、每空2分）（1）防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入B中，影響測(cè)定結(jié)果 （2）24%
（3）除去溶液中溶解的過量的Cl₂ （4）玻璃棒、250ml容量瓶（未答“250ml”不給分）
（5）cd （6）70% （7）Fe₅O₆

解析試題分析：（1）該實(shí)驗(yàn)中，氫氣和氧化鐵反應(yīng)生成金屬鐵和水，根據(jù)固體質(zhì)量的變化來計(jì)算鐵的含量，B處的干燥管作用是吸收產(chǎn)生的水蒸氣，所以C裝置要防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入B中，影響測(cè)定結(jié)果。
（2）測(cè)的反應(yīng)后裝置B增重1.35g，根據(jù)反應(yīng)FeyOx＋H₂→Fe＋H₂O可知，B中增加的質(zhì)量就是反應(yīng)中產(chǎn)生的水的質(zhì)量。而水中的氧元素來自于礦石中，所以礦石中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是＝×100%＝24%。
（3）向鐵礦石中加入硫酸，礦石溶解生成硫酸的鐵鹽或亞鐵鹽溶液，還存在過量的硫酸溶液。加入過量的氯氣的目的是將溶液中的亞鐵離子氧化生成鐵離子。由于氯氣是過量的，所以煮沸的作用是除去溶液中溶解的過量的Cl₂。
（4）容量瓶是一種定容儀器，若是稀釋到250mL，則需要的儀器是燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶。
（5）a．滴定管用蒸餾水洗滌后必須用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，故a正確；b．錐形瓶不需要用待測(cè)液潤(rùn)洗，故b正確c．碘水為黃色，三價(jià)鐵離子也是黃色溶液，滴定過程中需加指示劑，故c錯(cuò)誤；d．滴定過程中，三價(jià)鐵可以和碘離子發(fā)生反應(yīng)生成亞鐵離子和碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉溶液顯示藍(lán)色，但是亞鐵離子的綠色會(huì)產(chǎn)生干擾作用，因此不能用淀粉溶液做指示劑，故d錯(cuò)誤，答案選cd。
（6）由于所取溶液（含F(xiàn)e³⁺）的體積與消耗KI溶液的體積相等，因此結(jié)合方程式2Fe^3＋＋2I^－＝2Fe^2＋＋I(xiàn)₂，知，c(Fe³⁺)＝c(I^－)＝0.5mol/L，所以鐵元素的百分含量為＝×100%=70%。
（7）根據(jù)以上分析可知，礦石中鐵和氧元素的個(gè)數(shù)之比是:=5:6，所以化學(xué)式是Fe₅O₆。
考點(diǎn)：考查物質(zhì)含量的測(cè)定、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、物質(zhì)的量濃度的配制、滴定實(shí)驗(yàn)操作以及物質(zhì)化學(xué)式的確定等