某研究性学习小组探究铁粉与水蒸气反应后的固体的组成.铁粉与水蒸气反应的化学方程式为 .基于上述反应所得黑色固体粉末.研究性学习小组提出下列假设并欲做实验分析.假设一:固体全部是Fe3O4假设二:固体全部是Fe假设三:固体是取铁粉与水蒸气反应后的固体作为样品.进行如下实验探究.探究1:取少量样品投入硫酸铜稀溶液中.若现象为 .则假设一成立.探究2:取1.68 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某研究性学习小组探究铁粉与水蒸气反应后的固体的组成，铁粉与水蒸气反应的化学方程式为         。
基于上述反应所得黑色固体粉末，研究性学习小组提出下列假设并欲做实验分析。
假设一：固体全部是Fe₃O₄
假设二：固体全部是Fe
假设三：固体是
取铁粉与水蒸气反应后的固体作为样品，进行如下实验探究。
探究1：取少量样品投入硫酸铜稀溶液中，若现象为     ，则假设一成立。
探究2：取1.68g样品在纯氧中灼烧后，若质量为   g，则假设二成立。
经过实验探究，假设一、二都不成立。
探究3：取样品4.00g进行如下实验。

B中的溶液是      ；实验后经测定样品完全反应，D中剩余固体质量为3.36g，且测得E中沉淀质量为6.0g，则样品中Fe₃O₄的质量分数为      ；实验装置中有一明显缺陷是      。

3Fe+4H₂O(g) Fe₃O₄+4H₂(2分)
假设三：Fe₃O₄和Fe的混合物(1分)
探究1：若溶液无颜色变化(1分)
探究2：2.32(2分)
探究3：饱和碳酸氢钠溶液(1分) 58％(2分) 没有处理尾气装置，尾气中的CO将污染空气(1分)

解析试题分析：
本题是一道探究性的实验题。铁粉与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H₂O(g) Fe₃O₄+4H₂
上述反应如果铁粉全反应完，那么固体就是Fe₃O₄，如果铁粉一点都没反应，那就是Fe，当然还有铁粉部分反应，还剩余一部分。得到的是Fe₃O₄和Fe的混合物。为了验证三种假设，做了以下实验。取少量样品投入硫酸铜稀溶液中，若为Fe₃O₄，则没有Fe粉剩余，所以CuSO₄不反应。若取1.68g样品在纯氧中灼烧后，样品全是铁粉，可以算出n(Fe)=0.03mol，则求出n(Fe₃O₄)=0.01mol，m(Fe₃O₄)= 2.32g。
若样品是二者混合物（Fe₃O₄和Fe）：
实验从左到右发生装置→除杂装置→干燥装置→性质检验装置
CO₂与C反应得到CO，还原Fe₃O₄得到Fe和CO₂，在通过足量Ca(OH)₂溶液检验和测定沉淀质量来确CO₂的量。A装置中产生CO2会带出HCl，HCl会与D中样品发生反应，所以B装置用来除去HCl气体用饱和NaHCO₃溶液。浓硫酸在干燥后得到纯净的CO₂气体，与碳粉反应得到CO，在还原D中Fe₃O₄。所以D中减少的质量就是m(O)=0.64g n(O)=0.04mol n(Fe₃O₄)=0.01mol m(Fe₃O₄)=2.32g
ω(Fe₃O₄)==×100％=58％，同时可以计算这个过程中生成n(CO₂)=0.06mol。而根据m(CaCO₃)可以计算n(CO₂)=0.06mol，说明经过碳粉后还剩余0.02mol CO₂。由于碳粉与CO₂高温反应产生CO，CO高温还原Fe₃O₄后可能还有CO剩余，所以缺一尾气处理装置。因为CO不能直接排入大气。
考点：探究性质实验与简单计算

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相关题目

如图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)₂在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6mol/L的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：

（1）B中盛有溶液，A中应预先加入的药品是________，A中反应的离子方程式是：_________________。
（2）实验开始时应先将活塞a________(填“打开”或“关闭”)。
（3）简述生成Fe(OH)₂的操作过程________。这样生成的Fe(OH)₂沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________________________________________。
（4）实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B瓶中发生反应的化学方程式为：____________________。现象。

铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。某实验小组设计了如下实验探究
某些含铁化合物的制备、组成、性质等。请按要求回答下列问题：
（1）铁的氯化物的制备与组成：在实验室中，FeCl₂可用________和盐酸反应制备，FeCl₃可用铁粉和
________反应制备。现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，测得n(Fe)∶n（Cl）=1∶2.2，则该样
品中FeCl₂和FeC1₃物质的量之比为__________。
（2）水处理剂和高容量电池材料――高铁酸钾（K₂F_eO₄）的制备与应用：
FeC1₃与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为
________________________________________________________________________；
与MnO₂－Zn电池类似，K₂FeO₄－Zn也可以组成碱性电池，其正极电极反应式为
________________________________________________________________________。
（3）光敏材料三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe(C₂O₄)₃］·xH₂O）中铁元素含量的测定：
步骤一：称量10.00 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250 mL溶液。
步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳。同时MnO被还原成Mn²⁺。向反应后的溶液中加入适量锌粉，至黄色刚好消失，所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。
步骤三：用0.0200 mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液20.02 mL，滴定中MnO还原成Mn²⁺。
重复步骤二、三操作，步骤三消耗0.0200 mol/L KMnO₄溶液19.98 mL。
①步骤一中除量筒、玻璃棒、烧杯外，还需要的玻璃仪器有____________________；步骤三滴定过程中盛装KMn₄溶液的仪器名称为___________；滴入最后一滴溶液时，锥形瓶中溶液变为_________色，静置半分钟溶液颜色不再变化，确认为滴定终点。
②步骤二加入锌粉的目的是_______________________________；
写出锌参与反应的离子方程式：____________________________________________。
③实验测得该晶体中铁元素的质量分数为____________。在步骤二中，若加入的KMnO₄溶液的量不足，则测得的铁元素含量____________。（填“偏低”“偏高”或“无影响”）

某研究性学习小组为测定某含镁3％一5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。
【探究一】实验方案：。
问题讨论：（1）实验中发生反应的化学方程式是        。
（2）若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol／L NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥         mL。
（3）实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为          。
【探究二】实验方案：称量xg铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。
问题讨论：（4）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是                。

（5）假设实验中测出该数据为yg，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为      （用含x、y代数式表示）。
[探究三]实验方案：。
问题讨论：（6）同学们拟选用下边的实验装置完成实验，你认为最简易的装置其连接顺序是：
a接       。（填接口字母，仪器不一定全选。）

（7）同学们仔细分析（6）中连接的实验装置后，又设计了下左图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是        。
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别如上右图，则产生氢气的体积为      mL。
③与上左图装置相比，用（6）中连接的装置进行实验时，容易引起误差的原因是    （任写一点）。

某氯化亚铁和氯化铁的混合物。现要测定其中铁元素的质量分数，按以下步骤进行实验：

Ⅰ．请根据上面流程，回答以下问题：
（1）操作I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）请写出加入溴水发生的离子反应方程式                                。
（3）将沉淀物加热、灼烧，冷却至室温，用天平称量其质量为b₁ g，再次加热并冷却至室温称量其质量为b₂ g，若b₁－b₂＝0.3g，则接下来还应进行的操作是                    ；蒸发皿质量是W₁ g，蒸发皿与加热后固体总质量是W₂ g，则样品中铁元素的质量分数是              。
Ⅱ．有同学提出，还可以采用以下方法来测定：

（1）溶解样品改用了硫酸，而不再用盐酸，为什么                        ；
（2）选择的还原剂是否能用铁           （填“是”或“否”），原因是：
                                                                       ；
（3）若滴定用掉c mol?L^-1 KMnO₄溶液b mL，则样品中铁元素的质量分数是：        。

某学习小组用图示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

（1）A中试剂为　　　　　　　　　　　。
（2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是　　　　　　　　　　　　。
（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性。上述操作的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应　　　　　　　　　。
（4）B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（5）若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为　　　　　　　　　　　　　　。
（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将　　　　　　　（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。