Question

某化學研究性學習小組對某種鐵礦石中鐵的氧化物（設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H₂SO₄反應）進行定性和定量研究．
Ⅰ、鐵礦石中含鐵量的測定，實驗流程如圖1所示：

（1）步驟中煮沸的作用是

 

．
（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(guān)步驟⑥的操作中說法正確的是

 

．
a．滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液  b．滴定過程中，眼睛注視滴定管中液面變化
c．錐形瓶不需要用待測液潤洗         d．滴定結(jié)束后，30s內(nèi)溶液不恢復原來的顏色再讀數(shù)
（4）若滴定過程中消耗0.5000mol?L^-1的KI溶液20.00mL，則鐵礦石中鐵的質(zhì)量分數(shù)為

 

．
Ⅱ、鐵礦石中含氧量的測定，實驗裝置如圖2所示

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(zhì)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(xù)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則鐵礦石中氧的質(zhì)量分教為

 

．
Ⅲ、由I、Ⅱ可以推算出的該鐵礦石中鐵的氧化物與氫氣反應的化學方程式為

 

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Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：Ⅰ、（1）煮沸可以將水中的氣體趕走；
（2）根據(jù)稀釋液體和配制一定體積的溶液所選擇的儀器來回答；
（3）根據(jù)滴定試驗以及滴定過程中的實驗誤差分析知識來回答判斷；
（4）依據(jù)化學方程式定量關(guān)系和元素守恒計算得到鐵元素質(zhì)量分數(shù)；
Ⅱ、（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）反應后裝置B增重1.35g，即氫氣和氧化鐵反應后固體質(zhì)量的增加值，可以根據(jù)差量法來計算；
Ⅲ、根據(jù)鐵元素質(zhì)量分數(shù)和氧元素質(zhì)量分數(shù)計算出鐵的氧化物的化學式，結(jié)合氫氣還原鐵的氧化物生成鐵和水．

解答： 解：Ⅰ、（1）向鐵礦石中加入硫酸，化反應生成硫酸的鐵鹽溶液，還存在過量的硫酸溶液，加入過量的氯氣，煮沸后可以降低氯氣的溶解度，趕走溶液中溶解的過量的Cl₂，
故答案為：趕走溶液中溶解的過量的Cl₂；
（2）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；
（3）a．滴定管用蒸餾水洗滌后必須用標準液潤洗，故a錯誤；
b．滴定過程中，眼睛注視錐形瓶中顏色的變化，故b錯誤；
c．錐形瓶不需要用待測液潤洗，故c正確；
d．滴定結(jié)束后，30s內(nèi)溶液不恢復原來的顏色再讀數(shù)，故d正確．
故答案為：cd；
（4）若滴定過程中消耗0.5000mol?L^-1的KI溶液20.00mL，由于所取溶液（含F(xiàn)e³⁺）的體積與消耗KI溶液的體積相等，結(jié)合2Fe³⁺～2I^-可知，c（Fe³⁺）=c（KI）=0.5mol?L^-1，所以鐵元素的百分含量為：

0.5mol/L×0.25L×56g/mol

10g

×100%=70%，
故答案為：70%；
Ⅱ、（1）該實驗中，氫氣和氧化鐵反應生成金屬鐵和水，根據(jù)固體質(zhì)量的變化來計算鐵的含量，B處的干燥管作用是吸收產(chǎn)生的水蒸氣，所以C裝置要防止防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入B中，影響測定結(jié)果，
故答案為：防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入B中，影響測定結(jié)果；
（2）測的反應后裝置B增重1.35g，根據(jù)反應的實質(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：

1.35 18 ×16

5.0

×100%=24%，
故答案為：24%；
Ⅲ、鐵的質(zhì)量分數(shù)是70%，氧元素的質(zhì)量分數(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

70

56

：

24

16

=5：6，
鐵的氧化物的化學式為Fe₅O₆ ，氧化物與氫氣反應的化學方程式為：6H₂+Fe₅O₆

△   .

 6H₂O+5Fe；
故答案為：6H₂+Fe₅O₆

△   .

 6H₂O+5Fe．

點評：本題考查了探究鐵礦石中氧元素和鐵元素的含量的方法，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，側(cè)重對學生能力的培養(yǎng)和訓練，有利于培養(yǎng)學生規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O(shè)計、操作能力；該類試題綜合性強，理論和實踐的聯(lián)系緊密，要求學生必須認真、細致的審題，聯(lián)系所學過的知識和技能，全面細致的思考才能得出正確的結(jié)論．