题目内容

某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：

【探究一】设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。
（1）硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为______________________________。
（2）反应前A中投放碎瓷片的目的是____________________________________。
（3）装置E中的现象是________________________________________________。
【探究二】设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分。
（4）待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于_______后，将所得溶液分成两份。
（5）一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分（选填序号，下同）为_______；若溶液未变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为_______。
①一定有Fe3O4        ②一定有Fe        
③只有Fe3O4          ④只有Fe
（6）另一份用_______（填仪器名称）加入_______，可以证明溶液中存在Fe2+。
【探究三】设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。

（7）试剂b的化学式是_______。
（8）计算反应后B装置中铁元素的质量分数为_______。
（1）
（2）防止暴沸
（3）黑色固体变红，右端管壁有水珠
（4）稀硫酸  （5）①  ②
（6）胶头滴管  酸性KMnO4溶液，溶液褪色
（7）NaOH  （8）77.8%
【探究一】（1）Fe与水反应的化学方程式为：
3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。
（2）碎瓷片的作用是防止暴沸。
（3）装置E中发生反应：H2+CuOCu+H2O，现象是：黑色固体变红，右端管壁有水珠。
【探究二】在验证反应后黑色固体的成分时，检验Fe3+，最佳试剂为KSCN溶液；在确定存在Fe3+时，检验Fe2+，可用酸性KMnO4溶液。由于酸性KMnO4溶液与盐酸发生反应，所以在溶解反应后的黑色固体时，不能用盐酸，也不能用硝酸（因为HNO3可氧化Fe2+），可用稀硫酸。
【探究三】由“红棕色固体”知，该物质为Fe2O3，则和NaCl及过量，所以试剂b为NaOH溶液。m（Fe2O3）="32" g,则n（Fe2O3）="0.2" mol,则n（Fe）="0.4" mol,则反应后B装置中铁元素的质量分数为：×100%≈77.8%。
练习册系列答案
相关题目
科研、生产中常涉及铁及其化合物
（1）实验室配制FeSO4溶液时，常向溶液中加入的物质有__________________。
（2）高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，高铁酸钾（K2FeO4）是一种理想的水处理剂，处理水时所起的作用是________________________。
（3）高铁电池是一种新型可充电、能长时间保持稳定放电电压的电池。该电池总反应式为3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH3Zn＋2K2FeO4＋8H2O，该电池放电时的负极反应式为________，充电时阳极附近溶液的pH________（填“变大”、“不变”或“变小”）。
（4）高炉炼铁过程中发生下列反应：
①Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH＝－24.8 kJ/mol
②3Fe2O3（s）＋CO（g）=2Fe3O4（s）＋CO2（g） ΔH＝－47.2 kJ/mol
③3Fe3O4（s）＋CO（g）=3FeO（s）＋CO2（g） ΔH＝＋640.4 kJ/mol
请你写出用CO还原FeO固体制得Fe和CO2的热化学方程式：________________。
化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，流程如     下：
 
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填选项序号)。
a．品红溶液  b．紫色石蕊溶液   c．酸性KMnO4溶液  d．溴水
(2)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________
(3)过程③中，需加入的物质是____________；反应的化学方程式为_____________________
用溶液Y制绿矾时，可取少量Y溶液于试管中，向试管内加入少量的________________溶液，观察溶液是否变为________色，以验证其中是否含有Fe3＋。
(4)在实验室里，完成过程④中的____________(填操作名称)，需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等，还需要的玻璃仪器有___________________________。
(5)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃，目的是____________________________________________________。
(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：①用分析天平称取2.700 g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n，则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
某同学实验探究氨气的还原性并进行系列实验。
（1）将光亮的紫红色铜丝绕几圈后，在酒精灯火焰上加热，等铜丝变黑后，趁热将铜丝插入疏松的氯化铵晶体里，即刻发现有白色烟雾生成，拿出铜丝后，铜丝又转变为光亮的紫红色。在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜即利用了该原理，请完成该反应：

（2）利用下列装置，进行与金属氧化物MxOy反应生成M、H2、H2O，通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。

①仪器a的名称为__________，仪器b中装人的试剂可以是____________.
②按气流方向正确的装置连接顺序为（填序号，装置可重复使用）：___________。
③实验结束时，应首先__________（填序号）。
I．熄灭A装置的酒精灯
II．停止从a中滴加液体
④若实验中准确称取金属氧化物的质量为mg，完全反应后，测得生成水的质量为ng，则M的相对原子质量为__________(用含X、y、m、n的式子表示)。
（3）若金属氧化物MxOy为Fe2O3，将反应后固体溶于稀硫酸，然后滴加KSCN溶液没发生明显变化。推测该固体成分可能是（将化学式填人下表，你认为有几种可能填几种）。
Fe(OH)2很不稳定，露置在空气中容易被氧化，发生反应的方程式为：                 
为了获得白色的Fe(OH)2沉淀，可以用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用FeSO4晶体配制上述FeSO4溶液时我觉得还需加入     来防止Fe2+被氧化。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用     的方法。
（3）检验Fe3+的最佳试剂是         ，简述其检验方法：           。
CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：
(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象：_____________、_____________。
(2)如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是_____________，除去这种杂质的实验操作称为_____________。
(3)已知：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。称取0.100 0 g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中，加入0.100 0 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用
0.100 0 mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则0.100 0 g该试样中含CuSO4·5H2O_____________g。
(4)上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用_____________。
用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2xH2O)。有如下操作：

已知：在pH为4～5时，Fe3＋几乎完全水解而沉淀，而此时Cu2＋却几乎不水解。
(1)溶液A中的金属离子有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋。检验溶液A中Fe2＋的最佳试剂为_____（填编号，下同）。
①KMnO4  ②(NH4)2S       ③NaOH        ④ KSCN
(2)氧化剂可选用_________。①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3 ④H2O2
(3)要得到较纯的产品，试剂可选用_______________。①NaOH ②FeO ③CuO ④Cu2(OH)2CO3
(4)从滤液经过结晶得到氯化铜晶体的方法是_____________（按实验先后顺序选填编号）。
①过滤 ②蒸发浓缩 ③蒸发至干 ④冷却
(5)欲测定溶液A中的Fe2＋的浓度，实验前，首先要配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、胶头滴管外，还需_________，下列滴定方式中，最合理的是___________（夹持部分略去）（填字母序号）。

(6)为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2xH2O）中的x值，某学生设计了两种实验方案：
方案一：称取mg晶体灼烧至质量不再减轻为止，冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g
方案二：称取mg晶体溶于水，加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止，冷却，称量所得固体的质量为n2g。
试评价上述两种实验方案：其中正确的方案是________，理由是___________，据此计算得x＝_________（用含m、n1或n2的代数式表示）。
建筑用的钢材在出厂前都要经过烤蓝处理，使其表面生成一层四氧化三铁，其目的是
A．增加钢材的硬度 B．增强钢材的抗腐蚀能力
C．使钢材美观 D．增加钢材的韧性
下列物质之间有如下反应关系：

已知由E转化成C的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。回答：
（1）写出下列物质的化学式：甲________,丙________。
（2）写出E→C反应的化学方程式：___________________________。为了获得E，可以用新配制的D溶液与用不含O2的蒸馏水配制的乙溶液反应制备。
（3）用相应晶体配制上述D溶液时你觉得还需加入                 。
（4）写出Fe与H20在一定条件下反应的化学方程式                           　　　。

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