题目内容

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,且杂质不与硫酸反应)。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,以下实验过程不完整,请补充完整。

(1)按上图组装仪器,并______________________________________________;

(2)将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);

(3)从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,____________________________,

点燃A处酒精灯;

(4)充分反应后,撤掉酒精灯,________________________________________;

(5)测得反应后装置B增重2.25 g,则铁矿石中氧的百分含量为________。

Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定,流程如下。

(1)步骤④中煮沸的作用是___________________________________________。

(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________。

(3)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.锥形瓶不需要用待测液润洗

c.滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂

d.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化

e.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数

f.滴定结束后,滴定管尖嘴部分有气泡,则测定结果偏大

(4)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L-1 KI溶液20.00 mL,则铁矿石中铁的百分含量为________。

Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。

 

Ⅰ.(1)检查装置的气密性 (3)待装置C出口处氢气验纯后 (4)再持续通入氢气至硬质玻璃管完全冷却 (5)25.0%

Ⅱ.(1)赶走溶液中溶解的过量Cl2 (2)玻璃棒 (3)be (4)70.0%

Ⅲ.Fe4O5

【解析】本题考查铁矿石中铁的氧化物的化学式的探究。

Ⅰ.实验开始前一定要先检查装置的气密性,再装入药品;在点燃A处酒精灯之前一定要先检验氢气的纯度;撤掉酒精灯后,一定要再通入氢气一段时间,直至硬质玻璃管冷却至室温,以防铁重新被氧化。装置B增加的质量即为生成水的质量,其中m(O)=2.25 g×=2.0 g,氧元素的质量分数为×100%=25.0%。Ⅱ.(1)因为是用KI溶液进行滴定,但氯气也能与KI反应,影响实验结果,所以必须除去溶液中溶解的氯气。(2)配制一定物质的量浓度的溶液,需要用玻璃棒搅拌、引流。(3)碘水的黄色不明显,a错误。滴定时发生反应:2Fe3++2I-===2Fe2++I2,滴定时如果加入淀粉,则溶液变蓝,但滴定终点时没有颜色变化,所以不能用淀粉作指示剂,c错误。滴定过程中要观察锥形瓶中溶液颜色的变化,不能注视滴定管中液面变化,d错误。滴定结束后,滴定管尖嘴部分有气泡,则所测KI溶液消耗量偏低,测定结果偏低,f错误。

(4)根据2Fe3++2I-===2Fe2++I2可知10.0 g铁矿石中,n(Fe)=0.500 0 mol·L-1×0.02 L×=0.125 mol,m(Fe)=7.0 g,则铁元素的质量分数为70.0%。Ⅲ.铁的氧化物中,n(Fe)∶n(O)=∶=4∶5,所以其化学式为Fe4O5。

 

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