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。

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中的藥品都為堿石灰(詳見圖示，夾持儀器省略)
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

（3）步驟④中煮沸的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（4）步驟⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、　　　   　　 。
（5）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
（6）若滴定過程中消耗0.4000mol·L^?1KI溶液25.00ml，則鐵礦石中鐵的百分含量為　 　。
Ⅲ．（7）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

（15分）（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）   （3）趕走溶液中溶解的過量的Cl₂ （2分）
（4）250mL容量瓶（2分）（未答“250mL”不給分）
（5）df （2分）   （6）70% （2分）   Ⅲ. （7）Fe₅O₆ （3分）

解析試題分析：Ⅰ．（1）該實驗中，氫氣和氧化鐵反應生成金屬鐵和水，根據固體質量的變化來計算鐵的含量，B處的干燥管作用是吸收產生的水蒸氣，所以C裝置要防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入B中，影響測定結果。
（2）測的反應后裝置B增重1.35g，由于B處的干燥管作用是吸收產生的水蒸氣，所以增加的質量就是水蒸氣的質量，其中水中氧元素來自于鐵的氧化物，其中氧元素的質量＝1.35g×＝1.2g，所以氧元素的質量分數是×100%＝24%。
Ⅱ．（3）向鐵礦石中加入硫酸，反應生成硫酸的鐵鹽溶液。加入過量的氯氣是把溶液中的亞鐵離子氧化生成鐵離子。由于氯氣是過量的，氯氣也能氧化碘離子，所以煮沸的作用是趕走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，則采用的儀器有：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶.
（5）a．碘水為黃色，三價鐵離子也是黃色溶液，滴定過程中需加指示劑，故a錯誤；
b．滴定過程中，三價鐵可以和碘離子發生反應生成亞鐵離子和碘單質，碘單質遇到淀粉溶液顯示藍色，但是亞鐵離子的綠色會產生干擾作用，故b錯誤；
c．滴定管用蒸餾水洗滌后必須用標準液潤洗，故c錯誤；
d．錐形瓶不需要用待測液潤洗，故d正確；
e．滴定過程中，眼睛注視錐形瓶中顏色的變化，故e錯誤；
f．滴定結束后，30s內溶液不恢復原來的顏色再讀數，故f正確，故選df。
（6）根據方程式2Fe^3＋＋2I^－＝I₂＋2Fe^2＋可知，c(Fe³⁺)＝＝0.5mol/L，所以鐵元素的百分含量＝×100%=70%。
Ⅲ．（7）由Ⅰ、Ⅱ可以推算出該鐵礦石中鐵和氧原子的個數之比是:＝5:6，因此化學式是Fe₅O₆。
考點：考查化學實驗基本操作；鐵及其化合物的性質、轉化以及化學式測定的有關計算和判斷等