题目内容

7．某铁红涂料中添加有CuO或FeO中的一种，为探究添加物的成分设计如下实验方案：
（1）请写出实验步骤、预期现象，对应的离子方程式．
（限选试剂：铁粉、3mol/L H2SO4、0.1mol/L酸性KMnO4溶液、10% H2O2、KSCN溶液）
操作步骤预期现象
①取少量样品于试管中，加入足量的3mol/LH2SO4，充分振荡，将所得澄清的溶液分装在两支试管中．
②向一支试管中加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol/LH2SO4，充分振荡．若出现红色固体，则含有CuO．
③向另一支试管中加入0.01mol/L酸性KMnO4溶液．若溶液紫红色褪去则含有FeO．
④操作步骤③中反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O．
（2）经分析该铁红涂料中有FeO，为测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学称量11.6g该铁红涂料进行了如下实验．
已知：气体由草酸晶体受热分解得到：H2C2O4•2H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO2↑+CO↑+3H2O．
且除铁红外所用试剂均过量．

①装置A、B中的试剂依次是氢氧化钠溶液、浓硫酸．
②气体通入后，接下来的操作是用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧，然后对C装置加热．
③实验前后称得D装置增重8.8g，则此铁红中铁的质最分数是72.41%．

分析 （1）氧化铜可以溶解于强酸溶液中，得到含有铜离子的盐，加入足量铁粉可以将金属铜置换出来，据此可以检验固体是氧化铜，氧化亚铁可以和强酸反应生成亚铁盐，能使高锰酸钾褪色，据此可以检验固体中含有氧化亚铁；
（2）气体发生装置由草酸晶体受热分解得到：H2C2O4•2H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO2↑+CO↑+3H2O，通过装置A中氢氧化钠溶液除去二氧化碳，通过装置B中浓硫酸除去水蒸气，得到干燥纯净的一氧化碳气体，通过装置C中的铁红发生氧化还原反应，生成的二氧化碳被装置D吸收，装置E是防止肥皂液则水蒸气进入，
①装置AB是对生成的气体进行除杂和干燥，除去二氧化碳用氢氧化钠溶液，除去水蒸气用浓硫酸；
②气体还原铁红样品需要检验气体的纯度，防止混有空气发生爆炸；
③实验前后称得D装置增重8.8g为生成二氧化碳的质量，物质的量=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，氧元素质量=0.2mol×2×16g/mol=6.4g，其中一半来源于CO，一半来源于铁的氧化物，铁红中氧元素质量=$\frac{6.4g}{2}$=3.2g，结合元素守恒计算铁元素含量．

解答 解：（1）氧化铜可以溶解于强酸溶液中，得到含有铜离子的盐，加入足量铁粉可以将金属铜置换出来，据此可以检验固体是氧化铜，氧化亚铁可以和强酸反应生成亚铁盐，能使高锰酸钾褪色，据此可以检验固体中含有氧化亚铁，
可取少量样品于试管中，加入足量的3mol•L-1H2SO4，充分振荡．
取少许上述溶液于，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol•L-1H2SO4，充分振荡，
取少许步骤1溶液于试管中，逐滴加入0.1 mol•L-1酸性KMnO4溶液，若试管中出现红色固体，说明试样中有CuO，如果紫红色褪去，说明试样中有FeO，
故答案为：

操作步骤预期现象
①3mol/LH2SO4
②向一支试管中加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol/LH2SO4，充分振荡
③溶液紫红色褪去
④操作步骤③中反应为高锰酸钾溶液氧化亚铁离子生成铁离子，反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，
故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
（2）气体发生装置由草酸晶体受热分解得到：H2C2O4•2H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO2↑+CO↑+3H2O，通过装置A中氢氧化钠溶液除去二氧化碳，通过装置B中浓硫酸除去水蒸气，得到干燥纯净的一氧化碳气体，通过装置C中的铁红发生氧化还原反应，生成的二氧化碳被装置D吸收，装置E是防止肥皂液则水蒸气进入，
①分析可知装置A是除去二氧化碳气体的氢氧化钠溶液，装置B为干燥气体的浓硫酸溶液，
故答案为：氢氧化钠溶液；浓硫酸；
②气体还原铁红样品需要检验气体的纯度，防止混有空气发生爆炸，气体通入后，接下来的操作是：用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧，
故答案为：用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧；
③实验前后称得D装置增重8.8g为生成二氧化碳的质量，物质的量=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，氧元素质量=0.2mol×2×16g/mol=6.4g，其中一半来源于CO，一半来源于铁的氧化物，铁红中氧元素质量=$\frac{6.4g}{2}$=3.2g，11.6g该铁红中铁元素的含量=$\frac{11.6g-3.2g}{11.6g}$×100%=72.41%，
故答案为：72.41%．

点评 本题考查了实验探究物质分离方法和物质性质的分析判断，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握实验原理、掌握物质性质是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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12．有某铁碳合金，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并 探究浓硫酸的某些性质，设计了如图1所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请你参与此项活动并回答相应问题．

Ⅰ．探究浓硫酸的某些性质
（1）按图示的连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量．
（2）将m g铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸．未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：常温下，Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应．
（3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象．写出A中发生反应的化学方程式2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O或C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O（任写一个）．
（4）随着反应的进行，A中还可能发生某些离子反应．写出相应的离子方程式2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑（任写一个）．
（5）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是铁、碳在酸溶液中形成原电池．
Ⅱ．测定铁的质量分数
（6）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重．E增重bg．可由此进一步求 得铁碳合金中铁的质量分数．
（7）某同学认为上述方法较复杂，使用图2所示的装置和其它常用实验仪器测定某些 数据即可．为了快．速．和准．确．的计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是C（填写代号）
A． 用排水法测定H2的体积
B． 反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量
C． 测定反应前后装置和药品的总质量．
19．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．0.5mol羟基中所含电子数为5NA
B．1mol苯乙烯（）分子中含有碳碳双键的个数为4NA
C．标准状况下，11.2L的二氯甲烷所含的分子数为0.5NA
D．常温下，7.8 gNa2O2中含有的离子总数为0.3NA
16．下列关于苯的说法中正确的是（　　）
A．苯与H2在一定条件下的加成产物环己烷（）中，所有碳原子在同一平面上
B．可以用于表示苯的分子结构，但是其中并不含有碳碳双键，因此苯的性质跟烯烃不相同
C．苯的分子式是C6H6，苯分子中的碳原子远没有饱和，因此能与溴水发生加成反应而使之褪色
D．苯环上的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键，因此苯可以发生取代反应不能发生加成反应
15．在容积不变的某2L的密闭容器中，充入H2与N2的混合气体共5mol，在一定条件下，5min后反应达到平衡，此时容器内的压强是反应前的$\frac{4}{5}$．则下列说法不正确的是（　　）
A．从反应开始到平衡时，用H2表示的平均反应速率为0.15 mol•L-1•min-1
B．反应达到平衡时，NH3的物质的量浓度是0.5 mol•L-1
C．反应达到平衡时，N2和H2的物质的量之比一定为1：3
D．反应达到平衡时，反应物和生成物的总的物质的量之比为3：1

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