【題目】自然界中有多種鐵礦石,如磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)和菱鐵礦(FeCO3)等。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)不與稀硫酸反應(yīng))。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某鐵礦石中鐵的價(jià)態(tài)和氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究。

(提出假設(shè))

假設(shè)1:鐵礦石中只含+3價(jià)鐵;

假設(shè)2:鐵礦石中只含+2價(jià)鐵;

假設(shè)3____

(查閱資料)2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

(定性研究)

實(shí)驗(yàn)(一)

取鐵礦石樣品粉碎,盛裝于燒杯中,加入適量的X溶液,微熱,充分溶解后將濾液分成四份:

①向第一份溶液中滴加少量KSCN溶液;

②向第二份溶液中滴加適量高錳酸鉀溶液;

③向第三份溶液中滴加少量KSCN溶液,再滴加適量雙氧水溶液;

④向第四份溶液中滴加適量氫氧化鈉溶液。

1)上述X溶液是____(填稀硝酸、稀硫酸濃鹽酸);上述方案中,一定能證明鐵礦石中含+2價(jià)鐵的方案是____(填序號(hào))。

(定量研究)

實(shí)驗(yàn)(二)鐵礦石中含氧量的測(cè)定:

①按圖組裝儀器,檢查裝置的氣密性;

②將5.0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中,其他裝置中的藥品如圖所示(夾持裝置已略去);

A中開(kāi)始反應(yīng),不斷地緩緩向后續(xù)裝置中通入氫氣,待D裝置出口處氫氣驗(yàn)純后,點(diǎn)燃C處酒精燈;

④充分反應(yīng)后,撤掉酒精燈,再持續(xù)通入氫氣直至完全冷卻。

2)按上述方案進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),假設(shè)各項(xiàng)操作都正確,但最終測(cè)得結(jié)果都偏高,請(qǐng)你提出改進(jìn)方案的建議:____。如果拆去B裝置,測(cè)得結(jié)果可能會(huì)___(填偏高、偏低無(wú)影響)。

3)改進(jìn)方案后,測(cè)得反應(yīng)后D裝置增重1.35g,則鐵礦石中氧的百分含量為____。

若將H2換成CO,則還需補(bǔ)充____裝置。有同學(xué)認(rèn)為,不測(cè)定D裝置的凈增質(zhì)量,通過(guò)測(cè)定物理量____,也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/span>

實(shí)驗(yàn)(三)鐵礦石中含鐵量的測(cè)定:

4)步驟④中煮沸的作用是____。

5)步驟⑤中用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還有___。

6)下列有關(guān)步驟⑥的說(shuō)法中正確的是___(填序號(hào))。

a.因?yàn)榈馑疄辄S色,所以滴定過(guò)程中不需要加指示劑

b.滴定過(guò)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.錐形瓶不能用待裝液潤(rùn)洗

e.滴定過(guò)程中,眼睛應(yīng)注視滴定管中液面變化

f.滴定結(jié)束后,30s內(nèi)溶液不恢復(fù)原來(lái)的顏色,再讀數(shù)

7)若滴定過(guò)程中消耗0.5000molL-1KI溶液20.00mL,則鐵礦石中鐵的百分含量為____。綜合實(shí)驗(yàn)(二)的結(jié)果,可以推算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式為____

【答案】鐵礦石中含+2、+3價(jià)鐵 稀硫酸 裝置D后連接一個(gè)盛堿石灰的干燥管 偏高 24% 尾氣處理 裝置C反應(yīng)前后質(zhì)量變化 趕走溶液中溶解的過(guò)量的Cl2 250mL容量瓶 df 70% Fe5O6

【解析】

提出假設(shè):依據(jù)假設(shè)1、2分析推斷假設(shè)3為鐵礦石中含+2、+3價(jià)鐵;

定性研究:(1)樣品溶解需要酸,硝酸具有氧化性可能也會(huì)氧化亞鐵離子,濃鹽酸會(huì)被高錳酸鉀溶液氧化生成氯氣,所以只有稀硫酸符合;依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟②加入高錳酸鉀溶液褪色證明含有亞鐵離子;

定量研究:(2)分析裝置圖,最后堿石灰可以吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高,需連接盛堿石灰的干燥管;去掉裝置B水蒸氣會(huì)進(jìn)入裝置D導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高;

3)依據(jù)裝置D中水的質(zhì)量,結(jié)合氧元素守恒計(jì)算含氧元素質(zhì)量,得到鐵礦石中氧的百分含量;

4)煮沸可以將水中的氣體趕走;

5)根據(jù)稀釋液體和配制一定體積的溶液所選擇的儀器來(lái)回答;

6)根據(jù)滴定試驗(yàn)以及滴定過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)誤差分析知識(shí)來(lái)回答判斷;

7)根據(jù)元素守恒和化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算;根據(jù)鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算出鐵的氧化物的化學(xué)式。

提出假設(shè):假設(shè)1:鐵礦石中只含+3價(jià)鐵;假設(shè)2:鐵礦石中只含+2價(jià)鐵;依據(jù)假設(shè)1、2,結(jié)合鐵元素存在的化合價(jià),分析推斷假設(shè)3為鐵礦石中含+2、+3價(jià)鐵,故答案為:鐵礦石中含+2、+3價(jià)鐵;

定性研究:(1)樣品溶解需要酸,硝酸具有氧化性也會(huì)氧化亞鐵離子,濃鹽酸會(huì)把高錳酸鉀還原而使高錳酸鉀溶液褪色,所以只有稀硫酸符合;依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟②,向第二份溶液中滴加適量高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,加入高錳酸鉀溶液褪色證明被還原,證明含有亞鐵離子,故答案為:稀硫酸;②;

定量研究:(2)該實(shí)驗(yàn)中,氫氣和氧化鐵反應(yīng)生成金屬鐵和水,水被堿石灰吸收,通過(guò)測(cè)定堿石灰增重的質(zhì)量計(jì)算氧的含量,分析裝置圖,堿石灰可以吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高,需在最后再連接一個(gè)裝有堿石灰的干燥管;若去掉裝置B,水蒸氣會(huì)進(jìn)入裝置D導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高;故答案為:裝置D后連接一個(gè)盛堿石灰的干燥管;偏高;

3)依據(jù)水的質(zhì)量計(jì)算含氧元素質(zhì)量得到鐵礦石中氧的百分含量,測(cè)得反應(yīng)后裝置D增重1.35g,根據(jù)反應(yīng)的實(shí)質(zhì),增加的是水的質(zhì)量,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,所以鐵礦石中氧的百分含量是:×100%=24%。一氧化碳有毒不能排放空氣中,若將H2換成CO,則還需補(bǔ)充尾氣吸收裝置。若不測(cè)定D裝置的凈增質(zhì)量,通過(guò)測(cè)定物理量裝置C反應(yīng)前后質(zhì)量變化也可以計(jì)算含氧量,故答案為:24%;尾氣處理;裝置C反應(yīng)前后質(zhì)量變化;

4)向鐵礦石中加入硫酸,發(fā)生反應(yīng)生成硫酸的鐵鹽溶液,過(guò)濾后溶液中含有硫酸的鐵鹽溶液,還存在過(guò)量的硫酸,通入過(guò)量的氯氣,把溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子,煮沸后可以降低氯氣的溶解度,趕走溶液中溶解的過(guò)量的Cl2,故答案為:趕走溶液中溶解的過(guò)量的Cl2

5)將原溶液稀釋到250mL,需要使用的玻璃儀器儀器有:燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶,還缺少250mL容量瓶,故答案為:250mL容量瓶;

6a.碘水為黃色,三價(jià)鐵離子也是黃色溶液,滴定過(guò)程中需加指示劑,故a錯(cuò)誤;

b.滴定過(guò)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,不能確定是否達(dá)到滴定終點(diǎn),故b錯(cuò)誤;

c.滴定管用蒸餾水洗滌后必須用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗,故c錯(cuò)誤;

d.錐形瓶不需要用待測(cè)液潤(rùn)洗,故d正確;

e.滴定過(guò)程中,眼睛注視錐形瓶中顏色的變化,故e錯(cuò)誤;

f.滴定結(jié)束后,30s內(nèi)溶液不恢復(fù)原來(lái)的顏色再讀數(shù),故f正確,

故答案為:df;

7)根據(jù)反應(yīng)的方程式為2Fe3++2I-=2Fe2++I2可知,消耗的碘離子與鐵離子物質(zhì)的量相等,nFe3+=nKI),即:0.5000molL-1×0.020L=cFe3+×0.02L,解得cFe3+=0.5000molL-1,所以鐵元素的百分含量為:×100%=70%,鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是70%,實(shí)驗(yàn)二測(cè)得氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是24%,所以100g鐵礦石中,鐵元素的質(zhì)量是70g,氧元素質(zhì)量是24g,鐵元素和氧元素的物質(zhì)的量比為:=56,鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe5O6,故答案是:70%;Fe5O6。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某化學(xué)課外活動(dòng)小組為了驗(yàn)證元素化學(xué)性質(zhì)遞變規(guī)律,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究。

Ⅰ.探究1:驗(yàn)證同周期X、YZ三種元素金屬性遞變規(guī)律

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1、各取1.0g金屬X和金屬Z,分別加入到5mL水中

金屬X與水反應(yīng)比金屬Z劇烈

2、各取1.0g的金屬Z和金屬Y(形狀相同),分別加入到5mL1.0mol/L鹽酸中。

金屬Z與鹽酸反應(yīng)比金屬Y劇烈

通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三種元素金屬性由強(qiáng)到弱是_____,則下列判斷正確的是__________

A.原子序數(shù):YZX B.原子的最外層電子數(shù)XYZ

C.原子半徑:YZX D.Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性最強(qiáng)

Ⅱ.探究2:驗(yàn)證氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng),設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):

(1)裝置A中盛放的試劑是_______(填選項(xiàng)),化學(xué)反應(yīng)方程式是_________。

ANa2SO3溶液 BNa2S溶液 CNa2SO4溶液

(2)下列不能用于驗(yàn)證氯元素比硫元素非金屬性強(qiáng)的依據(jù)為______(填選項(xiàng))。

A.HClH2S穩(wěn)定

B.HClO氧化性比H2SO4強(qiáng)

C.HClO4酸性比H2SO4強(qiáng)

D.鐵與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,而硫與鐵反應(yīng)生成FeS

(3)若要驗(yàn)證非金屬性:Cl>I,裝置A中加入淀粉碘化鉀混合溶液,觀察到裝置A中溶液_______的現(xiàn)象,即可證明。用原子結(jié)構(gòu)理論解釋非金屬性Cl>I的原因:同主族元素從上到下,________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】ab、cd為短周期主族元素,a的第三電子層有1個(gè)電子,b的最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的2倍,c的最高化合價(jià)為最低化合價(jià)絕對(duì)值的3倍,cd屬于同周期元素,且d的原子半徑小于c的原子半徑。下列敘述錯(cuò)誤的是( )

A.四種元素中,元素d的非金屬性最強(qiáng)

B.元素ab、c均存在兩種或兩種以上的氧化物

C.只有元素a與題述其他元素生成的化合物都是離子化合物

D.元素cd分別與氫元素形成的最簡(jiǎn)單氫化物中的化學(xué)鍵均為非極性共價(jià)鍵

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鋁及其化合物在生產(chǎn)、生活中有極其廣泛的用途。

1)化學(xué)式Mg17Al12的合金是一種新型的納米儲(chǔ)氫合金,其儲(chǔ)氫原來(lái)理為Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al,得到的混合物X17MgH2+12Al)在一定條件下能釋放出H2。

MgH2中氫元素的化合價(jià)為____

②將X與足量的NaOH溶液混合可得到H2,則766gX充分反應(yīng)后可得到___molH2

2)將鋁片放在汞鹽溶液中,其表面會(huì)形成鋁汞合金(鋁表面的氧化膜被破壞了),從溶液中取出鋁并放置在空氣中,鋁片表面會(huì)迅速長(zhǎng)出胡須狀的白毛(主要成分為Al2O3),同時(shí)放出大量的熱.導(dǎo)致迅速長(zhǎng)出白毛的原因可能有:一是鋁、汞及介質(zhì)共同形成了微小原電池,加速了鋁的氧化反應(yīng);二是___。確定前一種可能原因是否存在的簡(jiǎn)單方法是___

3)無(wú)水AlCl3可用作有機(jī)合成的催化劑,工業(yè)上可用Al2O3、Cl2、焦炭混合反應(yīng)制備無(wú)水AlCl3,該反應(yīng)的另一種產(chǎn)物是可燃性氣體,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___。

4)聚合氯化鋁鐵(PAFC)的組成可表示為[AlFe(OH)nCl6-n]m,它是應(yīng)用廣泛的高效凈水劑。

PAFC在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中均會(huì)失去凈水作用,原因是____。

②為檢測(cè)PAFCAlFe的含量,設(shè)計(jì)如圖所示的流程:

試劑A____,步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】Y 是一種天然除草劑,其結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(

A.Y 可以和NaHCO3 溶液發(fā)生反應(yīng)

B.Y 分子中所有碳原子一定在同一平面內(nèi)

C.1 mol Y 最多能與 6 mol NaOH 反應(yīng)

D.Y 與足量的H2加成反應(yīng)的產(chǎn)物含 7 個(gè)手性碳原子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室制備甲基丙烯酸甲酯的反應(yīng)裝置示意圖和有關(guān)信息如下:

+CH3OH+H2O

藥品

相對(duì)分子質(zhì)量

熔點(diǎn)/

沸點(diǎn)/

溶解性

密度(gcm-3

甲醇

32

-98

-64.5

與水混溶,易溶于有機(jī)溶劑

0.79

甲基丙烯酸

86

15

161

溶于熱水,易溶于有機(jī)劑

1.01

甲基丙烯酸甲酯

100

-48

100

微溶于水,易溶于有機(jī)溶劑

0.944

已知甲基丙烯酸甲酯受熱易聚合;甲基丙烯酸甲酯在鹽溶液中溶解度較;CaCl2可與醇結(jié)合形成復(fù)合物;

實(shí)驗(yàn)步驟:

①向100mL燒瓶中依次加入:15mL甲基丙烯酸、2粒沸石、10mL無(wú)水甲醇、適量的濃硫酸;

②在分水器中預(yù)先加入水,使水面略低于分水器的支管口,通入冷凝水,緩慢加熱 燒瓶。在反應(yīng)過(guò)程中,通過(guò)分水器下部的旋塞分出生成的水,保持分水器中水層液面的高度不變,使油層盡量回到圓底燒瓶中;

③當(dāng) ,停止加熱;

④冷卻后用試劑 X 洗滌燒瓶中的混合溶液并分離;

⑤取有機(jī)層混合液蒸餾,得到較純凈的甲基丙烯酸甲酯。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1A裝置的名稱是_____。

2)請(qǐng)將步驟③填完整____。

3)上述實(shí)驗(yàn)可能生成的副產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____(填兩種)。

4)下列說(shuō)法正確的是______

A.在該實(shí)驗(yàn)中,濃硫酸是催化劑和脫水劑

B.酯化反應(yīng)中若生成的酯的密度比水大,不能用分水器提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

C.洗滌劑X是一組試劑,產(chǎn)物要依次用飽和Na2CO3、飽和CaCl2溶液洗滌

D.為了提高蒸餾速度,最后一步蒸餾可采用減壓蒸餾;該步驟一定不能用常壓蒸餾

5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束收集分水器分離出的水,并測(cè)得質(zhì)量為2.70g,計(jì)算甲基丙烯酸甲酯的產(chǎn)率約為_____。實(shí)驗(yàn)中甲基丙烯酸甲酯的實(shí)際產(chǎn)率總是小于此計(jì)算值,其原因不可能是_____。

A.分水器收集的水里含甲基丙烯酸甲酯

B.實(shí)驗(yàn)條件下發(fā)生副反應(yīng)

C.產(chǎn)品精制時(shí)收集部分低沸點(diǎn)物質(zhì)

D.產(chǎn)品在洗滌、蒸發(fā)過(guò)程中有損失

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】體積不變的容器中發(fā)生2HI(g)H2(g)I2(g),下列敘述中可以說(shuō)明反應(yīng)2HI(g)H2(g)I2(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(  )

①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成nmolHI

②反應(yīng)體系的顏色不再變化

③百分組成w(HI)w(I2)

④反應(yīng)速率v(H2)v(I2)v(HI)

c(HI):c(H2):c(I2)2:1:1

v分解(HI)v生成(HI)

⑦壓強(qiáng)不變

A.①③⑤B.②⑥C.④⑤D.④⑥⑦

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】、、、都是元素周期表中前20號(hào)主族元素,原子序數(shù)依次增大,是地殼中含量最高的元素,、、同周期,和其他元素既不在同一周期也不在同一主族,的氫化物及其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸,且、的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物兩兩混合均能發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水。據(jù)此回答下列問(wèn)題:

1四種元素中,原子半徑最大的是______(填元素符號(hào));的簡(jiǎn)單氫化物中,沸點(diǎn)較低的是______(填化學(xué)式)。

2)元素在元素周期表中的位置是______、的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________。

3、可以形成多種鹽,其中一種鹽中、三種元素的原子個(gè)數(shù)比為,該鹽的化學(xué)名稱為______。它的水溶液與的氫化物的水溶液反應(yīng)可生成的單質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式______________________________,反應(yīng)生成的單質(zhì)時(shí),轉(zhuǎn)移電子______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】20198月科學(xué)家在Science雜志首次報(bào)道了具有半導(dǎo)體特性的18個(gè)原子純碳環(huán)分子(如圖所示)。下列說(shuō)法不正確的是

A.該分子屬于有機(jī)物

B.該分子可能要比苯更加活潑

C.該分子所有的碳的雜化方式都是sp

D.該分子具有半導(dǎo)體的功能,可以使類似的直碳鏈成為分子級(jí)電子元件

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