Question

12．某研究性学习小组用如图1装置（铁架台等支撑仪器略）探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物．

（1）气密性检验的操作过程是将导管末端伸入水中，微热烧瓶，导管末端有气泡产生，停止加热，导管末端有一段稳定的水柱，说明气密性良好．
（2）为快速得到乙醇气体，可采取的方法是在烧杯中加入热水（对烧杯加热）；若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸，你采取的措施是c（填写编号）；
a．取下小试管                       b．移去酒精灯
c．将导管从乳胶管中取下              d．以上都可以
（3）如图实验，观察到红色的Fe₂O₃全部变为黑色固体（M），充分反应后停止加热．为了检验M的组成，进行下列实验．
①M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；
②经检验溶液中有铁离子和亚铁离子，检验铁离子的方法是取少量溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则说明有Fe²⁺；关于M中铁元素价态的判断正确的是d（填写编号）．
a．一定有+3价和+2价铁，无0价铁    b．一定有+3价、+2价和0价铁
c．一定有+3价和0价铁，无+2价铁    d．一定有+3价，0价和+2价铁至少有一种
（4）若M的成份可表达为Fe_xO_y，用CO还原法定量测定其化学组成．称取ag M样品进行定量测定，实验装置（如图2）和步骤如下：
①组装仪器；②点燃酒精灯；③加入试剂； ④打开分液漏斗活塞；⑤检查气密性；⑥停止加热；⑦关闭分液漏斗活塞；⑧…．正确的操作顺序是c（填写编号）
a．①⑤④③②⑥⑦⑧
b．①③⑤④②⑦⑥⑧
c．①⑤③④②⑥⑦⑧
d．①③⑤②④⑥⑦⑧
（5）若实验中每步反应都进行完全，反应后M样品质量减小b g，则Fe_xO_y中$\frac{x}{y}$=$\frac{2（a-b）}{7b}$．

Answer 1

分析 （1）装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；
（2）乙醇易挥发，依据图1装置分析可知，可以对烧杯加热或烧杯中加入热水；阻止倒吸的操作是迅速拆下导气管；
（3）依据铁离子的实验检验方法分析，亚铁离子具有还原性，加入氧化剂会发生氧化还原反应；乙醇和氧化铁反应过程中可能会生成铁或四氧化三铁，能被磁铁吸引；
（4）实验过程依据反应原理和实验目的分析实验步骤为，组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水把一氧化碳赶入后续装置，点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞，玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比；
（5）依据实验结果得到，铁的氧化物中减少的质量为氧元素的质量为bg，铁的质量为（a-b）g，依据元素物质的量计算得到比值．

解答 解：（1）依据装置图分析可知反应过程需要在气密性好的装置中进行，定量测定，所以气体通过装置，实验前需要检验装置气密性，方法为：将导管末端伸入水中，微热烧瓶，导管末端有气泡产生，停止加热，导管末端有一段稳定的水柱，说明气密性良好，
故答案为：将导管末端伸入水中，微热烧瓶，导管末端有气泡产生，停止加热，导管末端有一段稳定的水柱，说明气密性良好；
（2）依据图1装置分析可知，乙醇易挥发，可以对烧杯加热或烧杯中加入热水；阻止倒吸的操作是迅速拆下导气管，
故答案为：在烧杯中加入热水（对烧杯加热）；c；
（3）依据铁离子的实验检验方法分析，亚铁离子加入紫红色的酸性高锰酸钾溶液，两者发生氧化还原反应溶液褪色，则有Fe²⁺；氧化铁做催化剂参与反应过程，乙醇和氧化铁反应过程中可能会生成铁或四氧化三铁，能被磁铁吸引；
故答案为：取少量溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则说明有Fe²⁺；d；
（4）实验过程依据反应原理和实验目的分析实验步骤为，组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水把一氧化碳赶入后续装置，点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞，玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比，所以选c，
故答案为：c；        
（5）依据实验结果得到，铁的氧化物中减少的质量为氧元素的质量为bg，铁的质量为（a-b）g，依据元素物质的量计算得到比值，n（Fe）：n（O）=$\frac{a-b}{56}$：$\frac{b}{16}$=$\frac{2（a-b）}{7b}$，
故答案为：$\frac{2（a-b）}{7b}$．

点评 本题考查了氧化铁与乙醇的反应的性质的实验探究和产物组成的分析判断，掌握二价铁离子的性质，注意实验过程中的反应实质分析判断，现象的理解和应用是解题关键，题目难度中等．