Question

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 按上图组装仪器，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中的药品都为碱石灰(详见图示，夹持仪器省略)

③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入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         　　　　                      　　　　　　。

（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　　　　      。

Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（3）步骤④中煮沸的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、　　　    　　 。

（5）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．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

（6）若滴定过程中消耗0.4000mol·L⁻¹KI溶液25.00ml，则铁矿石中铁的百分含量为　 　。

Ⅲ．（7）由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）防止空气中的水蒸气和CO₂进入B中，影响测定结果。（2分）

（2）24%（2分）    （3）赶走溶液中溶解的过量的Cl₂  （2分）

（4）250mL容量瓶（2分）（未答“250mL”不给分）

（5）df （2分）    （6）70%  （2分）    Ⅲ. （7）Fe₅O₆  （3分）

【解析】

试题分析：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，由于B处的干燥管作用是吸收产生的水蒸气，所以增加的质量就是水蒸气的质量，其中水中氧元素来自于铁的氧化物，其中氧元素的质量＝1.35g×＝1.2g，所以氧元素的质量分数是×100%＝24%。

Ⅱ．（3）向铁矿石中加入硫酸，反应生成硫酸的铁盐溶液。加入过量的氯气是把溶液中的亚铁离子氧化生成铁离子。由于氯气是过量的，氯气也能氧化碘离子，所以煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl₂。

（4）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.

（5）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，故选df。

（6）根据方程式2Fe^3＋＋2I^－＝I₂＋2Fe^2＋可知，c(Fe³⁺)＝＝0.5mol/L，所以铁元素的百分含量＝×100%=70%。

Ⅲ．（7）由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁和氧原子的个数之比是:＝5:6，因此化学式是Fe₅O₆。

考点：考查化学实验基本操作；铁及其化合物的性质、转化以及化学式测定的有关计算和判断等