题目内容

7．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H2SO4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
①按图1组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0g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通入H2，待C装置出口处H2验纯后，再点燃A处酒精灯
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．
（1）装置C的作用为防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果．
（2）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为24%．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定．（图2）
（1）步骤④中煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2．
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶．
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是df．
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂　 
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗     
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
（4）若滴定过程中消耗0.5000mol•L-1KI溶液20.00mL，则矿石中铁的百分含量为70%．若省去步骤④，则所测铁的百分含量将偏大．（偏大，偏小或无影响）
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6．

分析 Ⅰ、（1）B中的碱石灰是吸收置换反应生成的水的，为了防止空气成分对实验的影响，要加一个装置吸收空气中的水以及二氧化碳；（2）反应后装置B增重1.35g，即氢气和氧化铁反应后固体质量的增加值，可以根据差量法来计算；
Ⅱ、（1）煮沸可以将水中的气体赶跑；
（2）根据稀释液体和配制一定体积的溶液所选择的仪器来回答；
（3）根据滴定试验以及滴定过程中的实验误差分析知识来回答判断；
（4）根据元素守恒和化学反应方程式进行计算；若省去步骤④，滴定时溶液中残留的氯气会与KI反应，则消耗的KI偏多．
III、根据铁元素质量分数和氧元素质量分数计算出铁的氧化物的化学式．

解答 解：Ⅰ．（1）该实验中，氢气和氧化铁反应生成金属铁和水，根据固体质量的变化来计算铁的含量，B处的干燥管作用是吸收产生的水蒸气，所以C装置要防止防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果，
故答案为：防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果；
（2）测的反应后装置B增重1.35g，根据反应的实质，增加的是氧元素的质量，所以氧元素的质量分数是：$\frac{\frac{1.35}{18}×16}{5.0}$×100%=24%，
故答案为：24%；
Ⅱ．（1）向铁矿石中加入硫酸，化反应生成硫酸的铁盐溶液，还存在过量的硫酸溶液，加入过量的氯气，煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2，
故答案为：赶走溶液中溶解的过量的Cl2；
（2）容量瓶是一种定容仪器，若是稀释到250mL，则采用的仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶；
（3）a．碘水为黄色，三价铁离子也是黄色溶液，滴定过程中需加指示剂，故a错误；
b．滴定过程中，三价铁可以和碘离子发生反应生成亚铁离子和碘单质，碘单质遇到淀粉溶液显示蓝色，但是亚铁离子的绿色会产生干扰作用，故b错误；
c．滴定管用蒸馏水洗涤后必须用标准液润洗，故c错误；
d．锥形瓶不需要用待测液润洗，故d正确；
e．滴定过程中，眼睛注视锥形瓶中颜色的变化，故e错误；
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数，故f正确．
故答案为：df．
（4）由于所取溶液（含Fe3+）的体积与消耗KI溶液的体积相等，结合方程式可知，c（Fe3+）=c（KI）=0.5mol•L-1，所以铁元素的百分含量为：$\frac{0.5mol/L×0.25L×56g/mol}{10g}$×100%=70%，
若省去步骤④，滴定时溶液中残留的氯气会与KI反应，则消耗的KI偏多，所以求出的Fe元素的含量偏大；
故答案为：70%；偏大；
III、铁的质量分数是70%，氧元素的质量分数是24%，
所以100g铁矿石中，铁元素的质量是70g，氧元素质量是24g，铁元素和氧元素的物质的量比为：$\frac{70}{56}$：$\frac{24}{16}$=5：6，
铁的氧化物的化学式为：Fe5O6，
故答案是：Fe5O6 ．

点评 本题考查了探究铁矿石中氧元素和铁元素的含量的方法，属于中等难度的试题，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力；该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，全面细致的思考才能得出正确的结论．

练习册系列答案
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17．下表实验中“操作及现象”与“给定溶液”的性质不对应的是（　　）
选项溶液操作及现象
ACa（OH）2溶液通入CO2，溶液变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失．再加入足量NaOH溶液，又变浑浊．
B溶液通入CO2，溶液变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失．
CCa（ClO）2溶液通入CO2，溶液没有明显变化．再滴入品红溶液，红色褪去．
DCaCl2溶液通入CO2，溶液没有明显变化．若同时通入CO2和NH3，则溶液变浑浊．
A．AB．BC．CD．D
18．某研究小组提出了一种新的设想：利用原电池原理，设计一种H2、Cl2燃料电池，原电池总反应为：H2+Cl2=2HCl，在对外提供电能的同时还可得到工业上具有重要用途的较浓的盐酸．他们设计的原电池装置如下，其中两个电极均为多孔铂电极．下列有关叙述不正确的是（　　）
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15．世界卫生组织（WHO）将二氧化氯ClO2列为A级高效安全灭菌消毒剂，它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛应用．下列说法正确的是（　　）
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C．二氧化氯是离子化合物D．二氧化氯分子中氯为-1价
2．关于含正离子N5+的化合物N5ASF6，下列叙述中错误的是（　　）
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12．原子序数依次增大的 A、B、C、D、E五种位于不同短周期的元素，可以两两形成多种原子个数比均为 1：1的化合物，其中的甲、乙、丙、丁4种化合物中有两种属于离子化合物．A、B的原子序数之和是元素D的一半，B既是蛋白质的重要组成成分，也是某种化肥的组成成分．只有 C为金属元素，焰色反应呈黄色．请回答下列问题：
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（2）B和D形成的化合物甲，其相对分子质量在170～190之间，且D的质量分数约为70%，则该化合物的化学式为S4N4．
（3）A和B形成的化合物乙为B4A4在一定条件下可以电离出两种离子，其中一种为  10e-的离子，写出该物质一定条件下的电离方程式N4H4=NH4++N3-．
（4）化合物 C2D溶液在空气中长期放置会变质生成丙C2D2，用化学方程式表示 C2D溶液在空气中的变质生成丙过程4Na2S+O2+2H2O═4NaOH+2Na2S2．
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19．某有机物完全燃烧时只生成水和二氧化碳，且两者的物质的量之比为3：2，则（　　）
A．该有机物含碳．氢．氧三种元素
B．该化合物是乙烷
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