【題目】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按下圖組裝儀器,檢查裝置的氣密性;

②將 10.0g 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通入 H2,______,點燃 A 處酒精燈;

④……

(1)裝置 C 的作用為_______________________________________ 。

(2)將步驟③的操作補充完整:_________

(3)實驗結束后的操作包括: a.冷卻至室溫 b.熄滅 A 處的酒精燈 c.停止通 H2。正確的順序為:_________(填序號)。

(4)實驗測得反應后裝置 B增重 2.7g,據(jù)此可以測出鐵礦石中氧的含量。有同學認為,不測定 B 裝置的凈增質量,通過測定_________,也能達到實驗目的。

II、鐵礦石中含鐵量的測定

將上述實驗結束后硬質玻璃管中的固體全部取出,用足量稀硫酸浸取后過濾。向濾液中通入足量Cl2 并加熱煮沸得溶液 M,冷卻后將溶液 M 稀釋至 250mL。取 20.00mL M 的稀溶液,用 0.5000mol·L-1的標準 KI 溶液與其反應,消耗 KI 溶液 20.00 mL。

(5)向濾液中通入足量 Cl2 的目的是將其中的 Fe2+氧化成 Fe3+。將通入 Cl2 后的溶液加熱煮沸的目的則是_________。 若省去該操作,則所測鐵的百分含量將_________。(填“偏大”, “偏小”或“無影響”)。

(6)標準 KI 溶液與 M 稀溶液發(fā)生反應的離子方程式為:_________。

III、化學式的確定

(7)結合 I、 II 的實驗數(shù)據(jù)計算該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為_________。 (請化成最簡單的整數(shù)比)

【答案】 防止空氣中的水蒸氣和 CO2 等進入 B 中,影響測定結果 在 C 裝置的末端導管口收集氫氣并驗純,待氫氣純凈后 bac 硬質玻璃管在反應前后的質量差 趕走溶液中溶解的過量的 Cl2 偏大 2Fe3++2I==2Fe2+ + I2 Fe5O6

【解析】.(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)氫氣驗純以后才能實驗;(3)防止有空氣干擾,先通一會氫氣再加熱,實驗后先停止加熱再停止通氫氣;(4)硬質玻璃管在反應前后的質量差為氧化物中氧元素的質量;

II.(5)加熱趕走溶液中溶解的過量的 Cl2;多余的氯氣會氧化I-,使測定結果偏大;(6)Fe3+與KI發(fā)生氧化還原反應,離子方程式為:2Fe3++2I==2Fe2++I2。(7)結合 I、 II 的實驗數(shù)據(jù),求出N(Fe):N(O),可得化學式。

.(1)由題意可知,該裝置要定量測量反應產(chǎn)生的水來計算該氧化物的組成,堿石灰用來吸收產(chǎn)物水,但空氣中含有水蒸氣和二氧化碳,為了消除干擾,在反應裝置末端增加的裝置C,用來吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣,避免其影響測定結果。故答案為防止空氣中的水蒸氣和 CO2 等進入 B 中,影響測定結果。

(2)步驟③從左端導氣管口處不斷地通入H2,在 C 裝置的末端導管口收集氫氣并驗純,待氫氣純凈后,點燃 A 處酒精燈,故答案為:在 C 裝置的末端導管口收集氫氣并驗純,待氫氣純凈后。

(3)實驗結束后要先熄滅A 處的酒精燈,冷卻至室溫,再停止通 H2。故正確答案為:bac。 (4)根據(jù)實驗原理,實驗后硬質玻璃管減少的質量,既為氧化物中氧元素的質量,通過測定硬質玻璃管在反應前后的質量差,也能測出氧元素的含量。故答案為:硬質玻璃管在反應前后的質量差。

Ⅱ.(5)步驟通入了足量的氯氣,步驟加熱煮沸趕走溶液中多余的氯氣。故答案為趕走溶液中溶解的過量的 Cl2;若省去該操作,多余的氯氣會氧化I-,使所測鐵的百分含量將偏大。

(6) M 稀溶液含有Fe3+,與KI發(fā)生反應的離子方程式為:2Fe3++2I==2Fe2+ + I2 。

(7)KI溶液滴定Fe3+的離子方程式為2Fe3++2I==2Fe2+ + I2,消耗的n(I-)=0.5000mol/LL,20mL待測液中鐵離子的物質的量0.5000mol/LL,250mL待測液中n(Fe3+)=0.5000mol/LL =0.125mol;

實驗I測得反應后裝置B增重2.7g,根據(jù)反應的實質,增加的是水的質量,根據(jù)質量守恒定律,所以鐵礦石中氧的物質的量是:=0.15mol。

N(Fe):N(O)=0.125mol:0.15mol=5:6,故化學式為Fe5O6。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示,這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關系正確的是

A. 氫化物熱穩(wěn)定性:W<X

B. 最高價氧化物對應水化物的酸性:W<Y

C. Z、W的氫化物的水溶液都呈酸性

D. 簡單離子的半徑:Y>Z

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】活性氧化鋅(ZnO)粒徑介于1-100 nm之間,是一種面向21世紀的新型高功能精細無機產(chǎn)品,表現(xiàn)出許多特殊的性質。某研究所以粗氧化鋅(含少量CuO、FeO、MnO、Fe2O3等)為原料,采用濕化學法(NPP-)制備納米級活性氧化鋅,生產(chǎn)工藝流程如圖:

已知:

①pH=5.4時,KMnO4的還原產(chǎn)物為MnO2。

②以上實驗條件下各種氫氧化物沉淀的pH情況如下表所示。

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Cu(OH)2

Zn(OH)2

Mn(OH)2

開始沉淀的pH

7.5

2.2

5.2

6.4

8.6

沉淀完全的pH

9.0

3.2

6.7

8.0

10.1

根據(jù)以上信息,回答下列問題:

(1)工藝過程中各步驟均用到的分離方法是_______________________________。

(2)“廢渣1”的主要成分是______________________________________________。

(3)“反應器2”中兩個氧化還原反應的離子方程式為_______________________________________________________________

(4) “反應器3”中加入鋅粉的作用是________________________________

(5)“反應器4”得到的廢液中,含有的主要離子除了Na+外,還有______________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】變量控制是科學研究的重要方法。相同質量的碳酸鈣與足量1 mol·L-1鹽酸分別在下列條件下發(fā)生反應,化學反應速率最大的是

選項

碳酸鈣的狀態(tài)

實驗溫度/

A

粉末

10

B

粉末

30

C

塊狀

10

D

塊狀

30

A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】1998年諾貝爾化學獎授予科恩(美)和波普爾(英)以表彰他們在理論化學領域作出的重大貢獻。他們的工作使實驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質,引起整個化學領域正在經(jīng)歷一場革命的變化。下列說法正確的是

A.化學不再是純實驗科學B.化學不再需要實驗

C.化學不做實驗,就什么都不知道D.未來化學的方向還是經(jīng)驗化

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】(1)在2L恒容密閉容器中,發(fā)生反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g).

①某溫度時,按物質的量比2:1充入NO和O2開始反應,n(NO)隨時間變化如表:

時間(s)

0

1

2

3

4

5

n(NO)(mol)

0.020

0.010

0.007

0.006

0.006

0.006

0~4s內(nèi)以O2濃度變化表示的反應速率為________

②能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________

A.氣體顏色保持不變 B.氣體平均相對分子質量保持不變

C.υ正(NO)=2υ正(O2) D.氣體壓強保持不變

③已知:K300℃>K400℃.下列措施能使該反應的反應速率增大且平衡向正反應方向移動的是_______

A、升高溫度 B、充入Ar使壓強增大

C、選擇高效催化劑 D、充入NO使壓強增大

(2)甲烷燃料電池可以提升能量利用率.如圖是利用甲烷燃料電池電解100ml 1mol/L食鹽水,電解一段時間后,收集到標準狀況下的氫氣2.24L(設電解后溶液體積不變).

①甲烷燃料電池的負極反應式:____________________________________________

②電解后溶液的pH=________(忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應).

(3)在化學反應中,只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學反應,這些分子稱為活化分子,使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其單位通常用kJ/mol表示.請認真觀察如圖,然后回答問題:

①下列3個反應中符合示意圖描述的反應的是 ___________(填代號).

A、鋁粉與Fe2O3反應 B、用水稀釋濃硫酸溶液 C、灼熱的碳與CO2反應

②以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法.已知:

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+306kJ/mol

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+240kJ/mol

CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為_______________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列做法一定能增加化學反應速率的是( 。
A.增大壓強
B.使用合適的催化劑
C.增多反應物的用量
D.增大反應的溫度

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】以鎳礦粉(主要成分為NiS,雜質FeS、CuSSiO2)為原料可制備NiCO3

已知NiFe為變價金屬,常見化合價為+2價、+3價。

1在酸浸過程中,CuS與稀HNO3反應生成淡黃色固體,其離子方程式為___________________,濾渣的主要成分為________________________;

2在除FeS時,需加入過量的H2O2氧化,若用過強的氧化劑,其可能的后果是_______________;反應完全后,除去多余H2O2的簡便方法是______________________;

3沉鎳工藝中,若將含Ni2+溶液緩慢加入至盛有Na2CO3溶液的反應容器中,可能會形成雜質,其原因是_______________________(用離子方程式表示)。檢驗碳酸鎳沉淀完全的方法是__________________;

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某研究小組利用廢棄的鐵鋁混合物(含F(xiàn)e、Al、Al2O3、Fe2O3)回收金屬鋁和鐵,實驗流程設計如下:

(1)寫出①中發(fā)生反應的離子方程式___________、_____________。

(2)下列說法正確的是_________

a. ②中發(fā)生的是非氧化還原反應

b. ③中所得溶液D中含有Fe2+和Fe3+

c. ④和⑤分別采用電解法和熱還原法

(3)由溶液D制取Fe2O3的實驗過程是 ______________。

(4)該樣品中Al2O3的質量分數(shù)是_____________

查看答案和解析>>

同步練習冊答案