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按如图组装仪器.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,③从左端导气管口处不断地缓缓通H2.待C装置� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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按如图组装仪器，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缓缓通H₂，待C装置出口处H₂验纯后，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．（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为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
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，则铁矿石中铁的百分含量为70%．
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走；
（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；
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，增加的是水的质量，根据质量守恒定律，所以铁矿石中氧的百分含量是：$\frac{\frac{1.35g}{18g/mol}×16g/mol}{5.0g}$×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，煮沸后可以降低氯气的溶解度，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）将原溶液稀释到250mL，需要使用的玻璃仪器仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶，还缺少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，不能确定是否达到滴定终点，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）根据反应的方程式为2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂可知，消耗的碘离子与铁离子物质的量相等，n（Fe³⁺）=n（KI），即：0.4000mol•L^-1×0.025L=c（Fe³⁺）×0.02L，解得c（Fe³⁺）=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%，
故答案为：70%；
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，
故答案为：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，该题是高考中的常见题型，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．

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17．如图所示，实验操作能达到相应的实验目的是（　　）

	A．	称量氢氧化钠固体的质量
	B．	分离沸点相差较大的互溶液体混合物
	C．	用排气法收集氯气
	D．	分离互不相溶的两种液体

18．下列物质①CH₃CH₃，②CH₂=CH₂，③CH₃CH₂C≡CH，④CH₃C≡CCH₃，⑤C₂H₆，⑥石墨，⑦CH₃CH=CH₂，⑧金刚石八种中，一定互为同系物的是：②⑦；一定互为同分异构体的是：③④；同一物质的是：①⑤；同素异形体是：⑥⑧．（填编号）

15．若溶液中由水电离产生的C（OH^-）=1.0×10^-13 mol/L，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（　　）

	A．	Na⁺、Fe²⁺、NO₃^-、Cl^-		B．	Na⁺、K⁺、NO₃^-、Cl^-
	C．	Na⁺、K⁺、Al（OH）₄^-、Cl^-		D．	NH₄⁺、K⁺、SO₄^2-、HCO₃^-

2．在甲、乙两烧杯溶液中，分别含有大量的Cu²⁺、K⁺、H⁺、Cl^-、CO₃^2-、OH^-六种离子中的三种，已知甲烧杯的溶液呈蓝色，则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是（　　）

K⁺、OH^-、CO₃²

CO₃^2-、OH^-、Cl^-

K⁺、H⁺、Cl^-

Cu²⁺、H⁺、Cl^-

12．据报道，活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米．云南化工冶金研究所采用湿化学法（NPP-法）制备纳米级活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得活性氧化锌，化学工艺流程如图：

（1）通过焰色反应可以检验流程中滤液2中含有Na⁺．
（2）上述流程图中pH=12的Na₂CO₃溶液中c（CO${\;}_{3}^{2-}$）=0.50mol/L，c（HCO${\;}_{3}^{-}$）=1×10^-2mol/L，则
c（Na⁺）：c（OH^-）=102：1．
（3）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn²⁺、SO${\;}_{4}^{2-}$，另含有Fe²⁺、Cu²⁺等杂质．先加入Na₂CO₃（填“Na₂CO₃”或“H₂SO₄”）调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO₄，Fe²⁺转化为Fe（OH）₃，同时KMnO₄转化为MnO₂．经检测溶液中Fe²⁺的浓度为0.009mol•L^-1，则每升溶液中至少应加入0.003mol KMnO₄．
（4）已知常温下，Cu（OH）₂的溶度积常数Ksp=2×10^-20．溶液中杂质Cu²⁺浓度为0.002mol•L^-1，若要生成沉淀，则应调节溶液的pH大于6．
（5）“沉淀”得到ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O，“煅烧”在450～500℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为：ZnCO₃•2Zn（OH）₂•H₂O$\frac{\underline{\;450℃-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO₂↑+3H₂O↑．

19．类似于碳原子，氮原子间也可形成链状结构．某链状结构氮氢化合物中，氮原子间只以N-N单键形式连接形成氢化物．该系列氮氢化合物化学通式为N_nH_n+2（n≥1且n为正整数）（n表示氮原子个数）．

16．分子式为N₄的氮元素同素异形体，结构等同于白磷，N4中每个原子满足最外层8e^-结构．则lmolN₄中含有6N_A对共用电子对．已知NH₃、-NH₂、

，

一定条件下都可以和H⁺结合．则N₄和足量的H⁺反应生成的粒子的化学式为N₄H₄⁴⁺．

17．下列说法正确的是（　　）

	A．	单位体积溶液里所含的溶质的物质的量，叫做物质的量浓度
	B．	气体摩尔体积就是22.4L mol^-
	C．	摩尔质量就是微粒的相对分子质量或者相对原子质量
	D．	物质的量就是物质的质量

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