铁触媒是硫酸工业的催化剂.某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成.方案一:用下列装置测定铁触媒的含铁量.确定其组成.方案二:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量.确定其组成.(1)步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯.玻璃棒.胶头滴管和 .(2)因为通入Cl2不足量.“溶液B 中还含有会影响测定结果.(3)因为通入Cl2过量且加� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

铁触媒（铁的氧化物）是硫酸工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一：用下列装置测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

方案二：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和　　　。
（2）因为通入Cl₂不足量，“溶液B”中还含有会影响测定结果。
（3）因为通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。
限选试剂：0.1mol·L^－1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L^－1KSCN溶液

实验操作	实验现象与结论

（4）“干燥管C”的作用是。
（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得“干燥管B”增重11.0g，则该铁触媒的化学式可表示为。

（15分）
（1）250mL容量瓶（2分）
（2）FeCl₂或者FeSO₄或者Fe²⁺ （2分）
（3）方案一：

实验操作	预期现象和结论
取适量溶液B于试管中，滴加 2-3滴紫色石蕊试液，振荡，观察现象，放置一段时间后，在观察现象。（2分）	若溶液显红色后，红色有褪去，则溶液B中含Cl₂（2分）；若溶液不褪色，则溶液B不含有Cl₂（2分）

方案二：
实验操作
           预期现象和结论
取适量溶液B于试管中，滴加
2-3滴品红稀溶液，振荡，观察现象（2分）
若溶液褪色，则溶液B中含Cl₂（2分）；若溶液不褪色，则溶液B不含有Cl₂（2分）

（4）防止空气中的CO₂和水蒸气进入B中      （2分）
（5）Fe₄O₅或2FeO·Fe₂O₃    （3分）

解析试题分析：（1）步骤④为配制一定浓度的溶液，按实验时使用的先后顺序，需要的仪器有烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管；（2）由于铁触媒的主要成分是铁的氧化物，铁的氧化物都是碱性氧化物，可溶于足量稀硫酸，则溶液A的主要成分是硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸，氯气具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，则通入氯气的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，若氯气不足，则溶液B中除硫酸铁外还有硫酸亚铁或氯化亚铁，亚铁离子的存在会影响滴定时消耗标准溶液的体积，影响测定结果；（3）若通入氯气过量，则溶液中只含有铁离子，不含亚铁离子，铁离子对检验溶液中可能含有的氯气有干扰，因为它们都具有氧化性，都能使淀粉-KI溶液变蓝，因此不能选择淀粉-KI溶液检验氯气的存在与否，也不能选择酸性高锰酸钾溶液或KSCN溶液，因为它们与氯气相遇时无明显变化，只能根据氯气与水反应生成盐酸的酸性和次氯酸的强氧化性设计实验方案；方案一：取适量溶液B于试管中，滴加2-3滴紫色石蕊试液，振荡，观察现象，放置一段时间后，再观察现象，若溶液显红色后，红色有褪去，则溶液B中含Cl₂；若溶液不褪色，则溶液B不含有Cl₂；方案二：取适量溶液B于试管中，滴加2-3滴品红稀溶液，振荡，观察现象，若溶液褪色，则溶液B中含Cl₂；若溶液不褪色，则溶液B不含有Cl₂；（4）干燥管B中碱石灰的目的是吸收CO与铁触媒反应生成的二氧化碳，干燥管C中碱石灰的目的是防止空气中的CO₂和水蒸气进入B中，干扰铁触媒组成的测定实验；（5）由于碱石灰与过量的CO不反应，只能吸收CO₂，则干燥管B增加的质量就是A中反应生成的CO₂的质量，由于CO₂的相对分子质量为44，m/M=n，则n(CO₂)=11.0g÷44g/mol=0.25mol；根据碳元素守恒可得关系式：CO～CO₂，则参加反应的n(CO)= n(CO₂)=0.25mol，由于n?M=m，则m(CO)=0.25mol×28g/mol=7.0g；由于m(CO₂)—m(CO)= 11.0g—7.0g=4.0g，根据氧元素质量守恒可得，铁触媒中氧元素的质量为4.0g；由于铁触媒的质量为15.2g，则其中铁元素的质量为15.2g—4.0g=11.2g；由于m/M=n，则n(Fe)=11.2g÷56g/mol=0.20mol，则n(O)=4.0g÷16g/mol=0.25mol；铁触媒中铁、氧原子的物质的量之比为0.20∶0.25=4∶5，则铁触媒的化学式为Fe₄O₅或2FeO·Fe₂O₃。
考点：考查化学实验方案的设计与评价，涉及配制一定体积溶液所用仪器、溶液B的主要成分、设计检验溶液B中是否含有氯气的方案、干燥管C中碱石灰的作用、铁触媒化学师的测定和计算等。

练习册系列答案

相关题目

某氯化铁样品含有少量FeCl₂杂质。现要测定其中铁元素的质量分数，实验按以下步骤进行：

请根据上面流程，回答以下问题：
（1）操作I是配制溶液，所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有                     、                 .（填仪器名称）
（2）下列操作可能使所配溶液浓度偏小的是________________（填写序号）。
①未洗涤烧杯和玻璃棒
②定容时俯视容量瓶的刻度线
③配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水
④摇匀后，发现液面低于刻度线后继续加水至凹液面与刻度线相切
（3）请写出加入氯水发生的离子方程式                                          ，
（4）检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是                                        。
（5）若原样品质量a为50g，加热后红棕色固体质量b为3g，则样品中铁元素的质量分数是                  。

电子工业常用30﹪的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。废腐蚀液含有大量CuCl₂、FeCl₂和FeCl₃，任意排放将导致环境污染及资源的浪费，应考虑回收利用。按如下流程在实验室进行实验：从废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl₃溶液，作为腐蚀液原料循环使用。

（1）写出FeCl₃溶液与铜箔发生反应的化学方程式：                           。
（2）检验废腐蚀液中含有Fe³⁺的实验操作是
（3）“过滤”用到的玻璃仪器有：普通漏斗、                                 。
（4）废液中加入过量①后，发生反应的离子方程式：
（5）上述流程中取废液200 mL，其中含CuCl₂ 1.5 mol·L^—1、FeCl₂ 3.0 mol·L^—1、FeCl₃ 1.0 mol·L^—1，若要将铜全部回收，需加入Fe粉的质量应不少于_____________g；将铁的化合物全部转化为FeCl₃溶液需通入Cl₂的物质的量不少于_______________mol。
（6）某化学兴趣小组利用在下图装置制取氯气并通入到FeCl₂溶液中获得FeCl₃溶液。

制备Cl₂的化学方程式为：
该装置不完整，请在所给虚线框内画出所缺部分，并标注试剂。

（1）实验室用二氧化锰跟浓盐酸反应制取氯气的离子方程式为               。
（2）高锰酸钾是常用氧化剂，在酸性条件下，MnO₄^－被还原成Mn²⁺，用高锰酸钾跟浓盐酸反应在室温下制氯气的离子方程式为                                 。
（3）历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl₂作催化剂，在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气，反应的化学方程式为                                  。
（4）现有100 mL AlCl₃与MgSO₄的混合溶液，分成两等份。
① 向其中一份中加入10 mL 4 mol/L的氨水，恰好完全沉淀，其中AlCl₃与氨水反应的离子方程式是          。继续加入1 mol/L NaOH溶液至10 mL时，沉淀不再减少，沉淀减少的离子方程式是          ，减少的沉淀的物质的量是          。
② 向另一份中加入a mL 1 mol/LBaCl₂溶液能使SO₄²^－沉淀完全，a=          。

铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe₂O₃·xH₂O，广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣（含Fe₂O₃及少量的CaO、MgO等）和黄铁矿粉（主要成分为FeS₂）制备铁黄的流程如下：

（1）操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是         、           。
（2）试剂a最好选用      （供选择使用的有：铝粉、空气、浓HNO₃）；其作用是                   。
（3）上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于实验室制氨气的是              （填序号）。

（4）检验溶液Z中含有的方法是                              。
（5）查阅资料知，在不同温度下Fe₂O₃被CO还原，产物可能为Fe₃O₄、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如下图所示。

根据图象推断670℃时Fe₂O₃还原产物的化学式为              ，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分（简述实验操作、现象和结论）。                                 。仪器自选。可供选择的试剂：稀H₂SO₄、稀盐酸、H₂O₂溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

某同学用下列装置制备并检验Cl₂的性质:

下列说法正确的是（）

A．Ⅰ图中：如果MnO₂过量，浓盐酸就可全部消耗完

B．Ⅱ图中：生成蓝色的烟

C．Ⅲ图中：量筒中发生了加成反应

D．Ⅳ 图中湿润的有色布条能褪色，将浓硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl₂生成

下列气体不能用浓H₂SO₄干燥的是

下列变化中，不属于化学变化的是（　　）

A．SO₂使品红溶液褪色	B．氯气使湿润的红色布条褪色
C．活性碳使红墨水褪色	D．“84”消毒液使某些染料褪色

下列化学实验事实及其结论都正确的是

选项	实验事实	结论
A	将SO₂通入含HClO的溶液中生成H₂SO₄	HClO的酸性比H₂SO₄强
B	铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落	铝箔表面氧化铝熔点高于铝
C	SiO₂可以和NaOH溶液及HF溶液反应	SiO₂属于两性氧化性
D	将SO₂通入溴水中，酸性高锰酸钾溶液褪色	SO₂具有漂白性

实验操作	预期现象和结论
取适量溶液B于试管中，滴加 2-3滴品红稀溶液，振荡，观察现象（2分）	若溶液褪色，则溶液B中含Cl₂（2分）；若溶液不褪色，则溶液B不含有Cl₂（2分）

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