Question

【题目】菱铁矿和赤铁矿一样，也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁，为测定碱式碳酸亚铁[xFeCO3yFe(OH)2zH2O]的组成，华雪同在老师的指导下设计了如图实验装置：

（查阅资料）

a．碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2以H2O。

b．FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，可被氧化成四氧化三铁。

c．碱石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O

（实验步骤）

（1）检查装置的_____后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。

（2）_____，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。

（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是_____。

（4）再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下

	装置C/g	装置D/g	装置E/g
加热前	200.00	180.00	180.00
加热后	200.36	180.88	180.00

（5）分析图、表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为_____g，CO2的质量为_____g，装置E的作用是_____。

（实验结论）

在xFeCO3yFe(OH)2zH2O中，氢原子与氧原子的个数之比为_____。

（实验反思）

（1）装置A的作用是_____。

（2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO．也可能全部是Fe3O4．还可能是_____。

（3）为了得到装置B中残留固体的组成，华雪同学称得装置B中残留固体质量为2.24g后，通过计算可知：残留固体的组成及各成分的质量为_____。

Answer 1

【答案】气密性 打开弹簧夹K 使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收 0.36 0.88 防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收 4：3 除去空气中的水和二氧化碳 FeO、Fe3O4 FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g

【解析】

[实验步骤]

（1）检查装置的气密性后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。故填：气密性

（2）打开弹簧夹K，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。故填：打开弹簧夹K

（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收；故填：使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收

（5）分析表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为：200.36g﹣200.00g＝0.36g，CO2的质量为：180.88g﹣180.00g＝0.88g，装置E的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。故填：0.36；0.88；防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。

[实验结论]

在xFeCO3yFe(OH)2zH2O中，氢元素质量：，氧元素质量：（0.36g﹣0.04g）+0.88g×+（3.40g﹣0.36g﹣0.88g）×＝0.48g，氢原子与氧原子的个数之比为：。故填：4：3

[实验反思]

（1）装置A的作用是除去空气中的水和二氧化碳。故填：除去空气中的水和二氧化碳

（2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO，也可能全部是Fe3O4．还可能是FeO、Fe3O4。故填：FeO、Fe3O4

（3）如果残留固体是氧化亚铁，则氧化亚铁质量：3.40g﹣0.36g﹣0.88g＝2.16g，如果残留固体是四氧化三铁，则四氧化三铁质量：，称得装置B中残留固体质量为2.24g，大于2.16g，小于2.32g，通过计算可知：残留固体是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物；假设全为氧化亚铁，则质量少了2.24g-2.16g=0.08g，根据氧化铁和氧化亚铁的化学式的差异。

可知多出来的质量是一个氧原子的质量，由这个氧原子的质量求出四氧化三铁的质量：，则氧化亚铁的质量：2.24g﹣1.16g＝1.08g，故填：FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g