题目内容
铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与硫酸反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定，以下实验过程不完整，请补充完整。
（1）按上图组装仪器，并______________________________________________；
（2）将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
（3）从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，____________________________，
点燃A处酒精灯；
（4）充分反应后，撤掉酒精灯，________________________________________；
（5）测得反应后装置B增重2.25 g，则铁矿石中氧的百分含量为________。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定，流程如下。
（1）步骤④中煮沸的作用是___________________________________________。
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________。
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．锥形瓶不需要用待测液润洗
c．滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂
d．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
e．滴定结束后，30 s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
f．滴定结束后，滴定管尖嘴部分有气泡，则测定结果偏大
（4）若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L－1 KI溶液20.00 mL，则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。
Ⅰ.（1）检查装置的气密性 （3）待装置C出口处氢气验纯后 （4）再持续通入氢气至硬质玻璃管完全冷却 （5）25.0%
Ⅱ.（1）赶走溶液中溶解的过量Cl2 （2）玻璃棒 （3）be （4）70.0%
Ⅲ.Fe4O5
解析
特高级教师点拨系列答案铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用．
（一）用铁屑与硫酸反应制备FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度见图。
（1）首先，将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。此步骤中，分离出液体的方法通常不用过滤，使用的操作是____________（填写操作名称）。
（2）向处理过的铁屑中加入适量的硫酸，在一定温度下使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液。此处：硫酸浓度应选择
| A．浓硫酸 | B．10moL/L硫酸 | C．3moL/L硫酸 | D．任意浓度硫酸； |
（3）亚铁盐在空气中易被氧化，但形成复盐可稳定存在。如“摩尔盐”，即硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O]，就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液，再加入饱和（NH4）2SO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是 。
（二）用含有少量Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3其操作流程及有关资料如下：
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀 | 2．3 | 7．5 | 3．4 |
| 完全沉淀 | 3．2 | 9．7 | 4．4 |
（4）加NaHCO3时，混合液pH值应控制在_______________________。
（5）反应Ⅱ中反应的离子方程式是：___________________。
（6）实际生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是________，气体X与NO配比的比例是_____________。
某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)MgCO3的分解产物为________。
(2)装置C的作用是_____________________________________________________，
处理尾气的方法为_______________________________________________________。
(3)将研究小组分为两组，按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验：
(已知：Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀)。
| 步骤 | 操作 | 甲组现象 | 乙组现象 |
| 1 | 取黑色粉末加入稀盐酸 | 溶解，无气泡 | 溶解，有气泡 |
| 2 | 取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液 | 蓝色沉淀 | 蓝色沉淀 |
| 3 | 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 | 变红 | 无现象 |
| 4 | 向步骤3溶液中滴加新制氯水 | 红色褪去 | 先变红，后褪色 |
①乙组得到的黑色粉末是________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为__________________________________________。
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为_______________________________________，
溶液褪色可能的原因及其验证方法为______________________________________
④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是__________________________
某化学小组在学习元素周期律后,对教材中Fe2+氧化为Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+?
环节一:理论推测
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2+氧化为Fe3+,他们思考的依据是 。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化为Fe3+,还有同学认为Br2能将Fe2+氧化为Fe3+而I2不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二:设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验。
实验1:
| 试管 | 操作 | 现象 |
| ① | 先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量红棕色的溴水,振荡试管 | 溶液为黄色 |
| ② | 先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管 | 溶液为黄色 |
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2+氧化,离子方程式为 。
同学乙认为应该补充实验,才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成实验:
实验2:
| 操作 | 应该观察到的现象 |
| | |
(2)该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论:
可能1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2: 。
实验3:进行实验以确定可能的原因。
| 操作 | 现象 |
| 向试管②所得溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间后。取出上层溶液,滴加KSCN溶液 | 静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;上层溶液滴加KSCN溶液后,出现浅红色 |
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立,同学丁认为不严谨,于是设计了实验4:
实验4:
| 操作 | 现象 |
| 向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间后。取出下层溶液,滴加KSCN溶液 | 静置后,上层液为紫色,下层液几乎无色;下层溶液滴加KSCN溶液后,没有出现浅红色 |
你认为实验4设计的主要目的是 。
同学丁根据实验4现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,用原子结构解释原因: 。
铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂：0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3％H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种；
Ⅱ.所得气体中可能含有_________中的一种或两种。
| | 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| 验证猜想Ⅰ | 步骤①：取少量0.01 mol/L酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液 | | |
| 步骤②：_________ | | 含有Fe3＋ | |
| 验证猜想Ⅱ | 将所得气体通入如下装置 | | 含有两种气体 |
【实验探究】
【问题讨论】
有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，判断该方法是否正确并进行评价：_________。
（12分）某兴趣小组研究SO2气体还原Fe3+、I2，他们使用的药品和装置如下图所示：
（1）SO2气体与Fe3+反应的主要产物是__ __ 。（填离子符号）
（2）下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是 。
| A．Na2SO3溶液与HNO3 | B．Na2SO3固体与浓硫酸 |
| C．固体硫在纯氧中燃烧 | D．铜与热浓H2SO4 |
（4）如果有280mL SO2气体（已折算为标态）进入C装置中，则C中50mL NaOH溶液的物质的量浓度至少为 mol/L才能达到目的。
（5）在上述装置中通入过量的SO2，为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应，他们取A中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入KMnO4溶液，紫红色褪去。
方案②：往第二份试液加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。
方案③：往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀。
上述方案不合理的是 ，原因是 。
（6）能表明I—的还原性弱于SO2的现象是 ，写出有关离子方程式： 。