【題目】己知: Fe3O4能與高濃度鹽酸反應,與低濃度鹽酸不反應。某研究性學習小組通過實驗探究,欲確定某地所產(chǎn)青磚中是否含有FeO、Fe3O4和Fe2O3, 并測定青磚中鐵元素的質(zhì)量分數(shù);卮鹣铝袉栴}:

(一)實驗準備

(l)本實驗探究部分需在無氧環(huán)境下進行,故配制溶液的蒸餾水常用_____法除去溶解氧。該實驗所用試管中均需充滿CO2,請選用下列裝置制取干燥純凈的CO2氣體,連接順序為:

a_____h、i(后續(xù)裝置略去)。

(二)探究青磚中是否含有Fe3O4和Fe2O3

組別

步驟及現(xiàn)象

第一組

第二組

第三組

步驟一

取試管l 、2 、3①分別加入2g青磚細粉②分別通入CO2氣體至充滿,用戶塞子塞緊

步驟二

向試管1中注入10mL 3 mol/L鹽酸,充分振蕩

向試管2中注入10mL 6 mol/L鹽酸,充分振蕩

向試管3中注入10mL 12 mol/L鹽酸,充分振蕩

步驟三

取試管1、2、3中的上層清液各1mL于另三支試管中,再分別注入0.2mL相同濃度的KSCN溶液,振蕩

步驟三的實驗現(xiàn)象

溶液變紅

且第一、二兩組溶液顏色深淺相同

溶液變紅

且較第一、二兩組顏色更深

(2)步驟二中,若不取下試管上的塞子,又不因鹽酸加入導致試管內(nèi)壓強增大,使用注射器實現(xiàn)上述目的的操作方法為__________。

(3)Fe3O4與高濃度鹽酸反應的離子方程式為________。

(4)用離子方程式表示溶液變紅的原因__________

(5)根據(jù)上述現(xiàn)象,可初步得出該青磚樣品中所含鐵的氧化物為________(填化學式)

(三)探究青磚中是否含有FeO

(6)另取一支充滿CO2氣體的試管,注入1mL上述試管1的上層清液和數(shù)滴K3[Fe(CN)6]溶液,若實驗現(xiàn)象為_______,說明青磚中含有FeO。

(四)青磚樣品中鐵元素質(zhì)量分數(shù)的測定

稱取m1g 青磚細粉,用足量12mol/L鹽酸充分溶解、過濾、洗滌(第一次)。將濾液(包括洗滌濾渣后的溶液)依次與足量的新制氯水、氫氧化鈉溶液充分反應,過濾、洗滌(第二次),將沉淀灼燒至恒重,冷卻后稱得殘留固體質(zhì)量為m2g。

(7)若青磚中其它成分對實驗無影響,則測得鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為____(填含m1、m2的表達式);該實驗若未進行第一次洗滌,則測得鐵元素的質(zhì)量分數(shù)______(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

【答案】 煮沸 d、eb、c 用兩支注射器刺穿塞子插入試管中,其中一支抽出10mL氣體,同時另一支注入10mL鹽酸 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 Fe2O3、Fe3O4 生成藍色沉淀 7m2/(10m1)×100% 偏低

【解析】(l)蒸餾水中含有溶解氧,而本實驗需在無氧環(huán)境下進行,則需要將蒸餾水煮沸;用鹽酸和碳酸鈣制取CO2中混有HCl和水汽,需要用飽和碳酸氫鈉溶液除去HCl、用濃硫酸干燥,根據(jù)氣流方向,裝置的連接順序為ad、eb、c hi;

(2)步驟二中,用注射器添加鹽酸的操作方法是用兩支注射器刺穿塞子插入試管中,其中一支抽出10mL氣體,同時另一支注入10mL鹽酸;

(3) Fe3O4與高濃度鹽酸反應生成氯化鐵和氯化亞鐵,根據(jù)電荷守恒和原子守恒,此反應的離子方程式為Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O

(4)在含有Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅色,是因為 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;

(5)上述實驗中濃鹽酸和稀鹽酸溶解后的溶液中均含有Fe3+,即說明該青磚樣品中所含鐵的氧化物有 Fe2O3、Fe3O4;

(6)若溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液會出現(xiàn)生成藍色沉淀,說明溶液中含有Fe2+,即青磚中含有FeO

7)殘留固體為Fe2O3,質(zhì)量為m2g,則物質(zhì)的量為=mol,,則測得鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為×100%=×100%;若第一次不洗滌,則淺渣表面附著的Fe2+Fe3+未全部轉(zhuǎn)移到溶液中,最終測定結(jié)果偏低。

練習冊系列答案
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1A的水溶液呈_____________填“酸性”、“堿性”

2C的結(jié)構(gòu)簡式為_____________;

3寫出E→F反應的化學方程式_____________;

4寫出符合下列條件的龍膽酸乙酯的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_____________;

能發(fā)生銀鏡反應

不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應但其水解產(chǎn)生之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應

核磁共振氫譜有四組峰,且峰面積之比為6:2:1:1

5參照上述合成路線,設計一條以氯苯、乙醇為原料制備水楊酸乙酯的合成路線流程無機試劑任用,相關(guān)信息:。

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Na2CO3法:

SO2法:

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② SO2法對比Na2CO3法的缺點是__________(答出一條即可)。

(3)提溴后所得含Mg2+、Ca2+的溶液可設計如下流程制各堿式碳酸鎂[Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O]和無水氯化鎂:

① 步驟Ⅷ的化學方程式為_________

② 若步驟X中生成的CO與CO2物質(zhì)的量之比為3:1,寫出反應的化學方程式__________

③25℃,步驟Ⅵ生成Mg(OH)2沉淀后,若溶液中殘留的Mg2+濃度為l.8×10-6mol/L 。則溶液的pH為________;此pH下,欲使Mg(OH)2沉淀中不含Ca(OH)2,則溶液中c(Ca2+)不能大于____(已知:25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6)

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