2.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H2SO4反應(yīng)).某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究.
Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測(cè)定
①按如圖組裝儀器,檢驗(yàn)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(dǎo)氣管口處不斷地緩緩?fù)ㄈ際2,待C裝置出口處H2驗(yàn)純后,點(diǎn)燃A處酒精燈;
④充分反應(yīng)后,撤掉酒精燈,再持續(xù)通入氫氣至完全冷卻.
(1)補(bǔ)全步驟①的操作檢驗(yàn)裝置的氣密性.
(2)裝置C的作用為防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入B中,影響測(cè)定結(jié)果.
(3)測(cè)得反應(yīng)后裝置B增重1.35g,則鐵礦石中氧的質(zhì)量百分含量為24%.
Ⅱ.鐵礦石中含鐵量的測(cè)定

(1)步驟④中煮沸的作用是趕走溶液中溶解的過(guò)量的Cl2
(2)下列有關(guān)步驟⑥的操作中說(shuō)法正確的是df.
a.因?yàn)榈馑疄辄S色,所以滴定過(guò)程中不需加指示劑
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.錐形瓶不需要用待測(cè)液潤(rùn)洗
e.滴定過(guò)程中,眼睛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)
(3)若滴定過(guò)程中消耗0.5000mol•L-1的KI溶液22.50mL,則鐵礦石中鐵的質(zhì)量百分含量為70%.
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe5O6

分析 Ⅰ、(1)B中的堿石灰是吸收置換反應(yīng)生成的水的,為了防止空氣成分對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,要加一個(gè)裝置吸收空氣中的水以及二氧化碳;
(2)反應(yīng)后裝置B增重1.35g,即氫氣和氧化鐵反應(yīng)后生成的水的質(zhì)量,可以根據(jù)氧守恒來(lái)計(jì)算;
Ⅱ、鐵礦石先用足量的稀硫酸溶解,過(guò)濾除去雜質(zhì),得到只含鐵的離子的溶液,再通氯氣將溶液中的鐵的離子氧化成三價(jià)鐵離子,再用碘化鉀來(lái)滴定,據(jù)此分析計(jì)算.
(1)煮沸可以將水中的氣體趕跑;
(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(lái)回答;
(3)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;
(4)根據(jù)元素守恒和化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算;
Ⅲ.Ⅰ中裝置B增重1.35g為生成水的質(zhì)量,根據(jù)氧元素守恒5g礦石中計(jì)算n(O),Ⅱ中步驟⑥發(fā)生2Fe3++2I-=2Fe2++I2,根據(jù)消耗KI溶液體積計(jì)算n(Fe3+),根據(jù)Fe元素守恒計(jì)算10g礦石中n(Fe),據(jù)此確定氧化物化學(xué)式.

解答 解:Ⅰ.(1)由于該實(shí)驗(yàn)中有氣體通過(guò)裝置參加 反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)開(kāi)始要檢驗(yàn)裝置的氣密性,
故答案為:檢驗(yàn)裝置的氣密性;
(2)該實(shí)驗(yàn)中,氫氣和氧化鐵反應(yīng)生成金屬鐵和水,根據(jù)固體質(zhì)量的變化來(lái)計(jì)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(jìn)入B中,影響測(cè)定結(jié)果,
故答案為:防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入B中,影響測(cè)定結(jié)果;(3)測(cè)的反應(yīng)后裝置B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:$\frac{\frac{1.35}{18}×16}{5.0}$×100%=24%,
故答案為:24%;
Ⅱ、(1)向鐵礦石中加入硫酸,化反應(yīng)生成硫酸的鐵鹽溶液,還存在過(guò)量的硫酸溶液,加入過(guò)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(guò)量的Cl2,
故答案為:趕走溶液中溶解的過(guò)量的Cl2
(2)a.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;
(3)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,n(Fe3+)=n(KI),即:0.5000mol•L-1×0.025L=c(Fe3+)×0.02L,解得c(Fe3+)=0.625mol•L-1,所以鐵元素的百分含量為:$\frac{0.625mol/L×\frac{200}{20}×0.020L×56g/mol}{10g}$×100%=70%,
Ⅲ.鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是70%,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:$\frac{70}{56}$:$\frac{24}{16}$=5:6,
鐵的氧化物的化學(xué)式為:Fe5O6,
故答案是:Fe5O6

點(diǎn)評(píng) 本題是一道探究物質(zhì)的組成、測(cè)量物質(zhì)的含量知識(shí)的一道綜合考查題,考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力,綜合性強(qiáng),題目難度中等.

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:選擇題

12.宋應(yīng)星在《天工開(kāi)物.丹青.朱》中記載:“凡朱砂、水銀、銀朱,原同一物,所以異名著,由精粗老嫩而分也…凡水銀與朱更無(wú)他出…若水銀已升朱,則不可復(fù)還為汞,所謂造化之巧已盡也.”(注“即朱砂,主要成分是HgS)下列說(shuō)法不正確的是(  )
A.“若水銀已升朱”指的是水銀氣化,屬于物理變化
B.朱砂、水銀、銀朱中均含汞元素,其組成、結(jié)構(gòu)或純度有所不同
C.常溫下,朱砂轉(zhuǎn)化為水銀是不自發(fā)的過(guò)程
D.工業(yè)廢水中含有汞離子,可以加入FeS固體除去

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

13.(NH42SO4是常見(jiàn)的化肥和化工原料,受熱易分解.某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物.
[查閱資料](NH4)2SO4在260℃和400℃時(shí)分解產(chǎn)物不同.
[實(shí)驗(yàn)探究]該小組擬選用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持和加熱裝置略)

實(shí)驗(yàn)1:連接裝置A-B-C-D,檢查氣密性,按圖示加入試劑(裝置B盛0.5000mol/L鹽酸70.00mL).通入N2排盡空氣后,于260℃加熱裝置A一段時(shí)間,停止加熱,冷卻,停止通入N2.品紅溶液不褪色,取下裝置B,加入指示劑,用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余鹽酸,終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液25.00mL.經(jīng)檢驗(yàn)滴定后的溶液中無(wú)SO${\;}_{4}^{2-}$.
(1)儀器X的名稱是圓底燒瓶.
(2)滴定前,下列操作的正確順序是dbaec(填字母編號(hào)).
a.盛裝0.2000mol/L NaOH溶液          b.用0.2000mol/L NaOH溶液潤(rùn)洗
c.讀數(shù)、記錄      d.查漏、清洗   e.排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面
(3)裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是0.03mol
實(shí)驗(yàn)2:連接裝置A-D-B,檢查氣密性,按圖示重新加入試劑.通入N2排盡空氣后,于400℃加熱裝置A至(NH42SO4完全分解無(wú)殘留物,停止加熱,冷卻,停止通入N2.觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體.經(jīng)檢驗(yàn),該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO${\;}_{3}^{2-}$,無(wú)SO${\;}_{4}^{2-}$.進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),氣體產(chǎn)物中無(wú)氮氧化物.
(4)檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有SO${\;}_{3}^{2-}$,無(wú)SO${\;}_{4}^{2-}$的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取少許D溶液于試管中,加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加入鹽酸,白色沉淀完全溶解,生成刺激性氣味的氣體,說(shuō)明D內(nèi)溶液中有SO32-,無(wú)SO42-
(5)裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是NH3
(6)(NH42SO4在400℃分解的化學(xué)方程式是3(NH42SO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑+N2↑.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.碳循環(huán)與人類的生存息息相關(guān)(如圖所示),下列說(shuō)法不正確的是( 。
A.CO2過(guò)度排放會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)
B.植物的光合作用有利于維持大氣中O2和 CO2平衡
C.煤和石油的主要成分是有機(jī)物
D.碳循環(huán)過(guò)程中,碳元素均被氧化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2014)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g/L.某興趣小組用圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2,并對(duì)SO2性質(zhì)進(jìn)行探究.
Ⅰ.(1)儀器A的名稱是冷凝管;
(2)儀器B中加入300mL葡萄酒和適量鹽酸,加熱使SO2全部逸出,并與C中H2O2完全反應(yīng),C中化學(xué)反應(yīng)方程式為SO2+H2O2=H2SO4;

Ⅱ.小組同學(xué)為探究SO2的漂白性和還原性,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn).
(1)漂白性
用如圖2所示裝置(氣密性良好)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察到如下現(xiàn)象:ⅰ中紅色褪去、ⅱ中無(wú)變化.
①足量堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入ⅱ中干擾實(shí)驗(yàn),吸收二氧化硫防污染;
②從實(shí)驗(yàn)中可知使品紅的水溶液褪色的微?赡苁荋2SO3、HSO3-、SO32-
③實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)如下:取等量相同濃度
的品紅水溶液于兩支試管中,再分別加入少量Na2SO3固體和NaHSO3固體,兩支試管中的品紅都褪色,于是得出結(jié)論:使品紅褪色的微?隙ㄊ荋SO${\;}_{3}^{-}$或SO${\;}_{3}^{2-}$.你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確不正確,理由是因?yàn)镾O32-離子和HSO3-離子都會(huì)水解生成H2SO3;
(2)還原性將SO2通入FeCl3溶液中,使其充分反應(yīng).
①SO2與FeCl3反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,如何檢驗(yàn)該反應(yīng)所得含氧酸根離子?
②實(shí)驗(yàn)中觀察到溶液由黃色變?yōu)榧t棕色,靜置一段時(shí)間,變?yōu)闇\綠色.
已知:紅棕色為FeSO3(墨綠色難溶物)與FeCl3溶液形成的混合色;Fe3+可氧化SO${\;}_{3}^{2-}$;則②中紅棕色變?yōu)闇\綠色的原因是混合液中存在平衡FeSO3(s)?Fe2+(aq)+SO32-(aq),F(xiàn)e3+會(huì)與SO32-發(fā)生氧化還原反應(yīng),使平衡右移,墨綠色沉淀溶解,最終生成淺綠色FeSO4溶液.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

7.下列表示對(duì)應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是( 。
A.氫氧化鐵膠體中加入HI溶液:Fe(OH)3+3H+═Fe3++2H2O
B.用氨水溶解氫氧化銅沉淀:Cu2++4NH3•H2O═[Cu(NH34]2++4H2O
C.用稀硝酸除去試管內(nèi)壁銀:3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O
D.向NaOH溶液中通入過(guò)量的CO2:CO2+2OH-═CO32-+H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.常溫常壓下,1 L0.1mol•L-1的硝酸銨溶液中氮原子數(shù)目為0.2NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.0gNO和2.24LO2混合,所得氣體的分子數(shù)目為0.2NA
C.1 mol有機(jī)物中最多有6 NA個(gè)原子在一條直線上
D.1 mol甲基()所含的電子數(shù)為7 NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.用如圖示裝置制備NO并驗(yàn)證其還原性.
(1)銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.
(2)滴入稀硝酸之前,應(yīng)該關(guān)閉止水夾,點(diǎn)燃紅磷并伸入瓶中,塞好膠塞.這樣操作的目的是消除裝置中的氧氣.
(3)滴入稀硝酸后,燒杯中的現(xiàn)象是Cu片逐漸溶解,有無(wú)色氣泡產(chǎn)生,溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色.
(4)燒杯中的反應(yīng)停止后,打開(kāi)止水夾,通入氧氣可驗(yàn)證NO的還原性.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.具有11個(gè)質(zhì)子和10個(gè)電子的粒子是( 。
A.Na+B.O2-C.Mg2+D.F-

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同步練習(xí)冊(cè)答案