(9分)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。
(1)赤铁矿在自然界中储藏丰富,其主要成分的化学式是 。
(2)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。在Fe3O4中存在两种不同价态的铁离子,其中1/3是Fe2+,2/3是Fe3+。请写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式 。
(3)工业上主要采用高炉炼铁,常用到的原料有铁矿石、焦碳、石灰石和空气。其中,焦碳的作用是 。(仅答一点)
(4)由于铁的氧化物中Fe3O4和FeO均为黑色,实验室用CO还原Fe2O3得到的铁中是否会含有Fe3O4和FeO,某同学设计了下列探究实验。
资料:FeCl3溶液与铁发生的反应是2FeCl3+Fe=3FeCl2,但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应;含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用该反应可检验Fe3+的存在。
【提出问题】CO还原Fe2O3得到黑色产物的成分是什么?
【猜 想】
猜想l:Fe 猜想2:Fe和Fe3O4;
猜想3:Fe和FeO; 猜想4: 。
【实验探究】限选试剂:C0、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
Ⅰ取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后过滤,对过滤所得固体用蒸馏水洗涤。 | 黑色固体部分溶解。 | 猜想2和4都 不成立。 |
Ⅱ , 。 | 黑色固体全部溶解,溶液 不变红色。 | |
Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中,通入C0,一段时间后加热,并将反应后的气体通入装有一定量的 的烧杯中。 |
。
| 猜想l不成立, 猜想3成立。 |
(7分)菱镁矿的主要成分是MgCO3,为了分析某菱镁矿中镁元素的含量,某学习小组进行了实验研究。取10g菱镁矿,逐渐加入未知浓度的H2SO4溶液,生成的气体全部用NaOH溶液吸收,NaOH溶液增加的质量记录如下表:
加入H2S04溶液的质量/g | 50 | 100 | 150 | 200 |
NaOH溶液增加的质量/g | 2.2 | 4.4 | 4.4 | 4.4 |
说明:菱镁矿中的杂质不溶于水,不与酸发生反应。.
(1)10g菱镁矿与H2SO4溶液完全反应,生成CO2的质量为 。
(2)计算该菱镁矿中镁元素的质量分数。(写出计算过程)
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(3)该实验研究中所用H2SO4溶液的溶质的质量分数是 。
(4)为避免溶液排放对环境的影响,某同学对上述反应后溶液进行了过滤,并在滤液中加入了l.71%的Ba(OH)2溶液。请你画出加入Ba(OH)2溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图。(在答题卡的坐标中作图,并标出曲线折点的坐标)