Question

铁触媒（铁的氧化物）是合成氨工业的催化剂．某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成．

方案一：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成．
（1）步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和

 

．
（2）若通入Cl₂不足量，溶液B中还含有

 

会影响测定结果．
（3）若通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，溶液B中可能含有Cl₂．请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告．
限选试剂：0.1mol L^-1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、淀粉-KI溶液、0.1mol L^-1 KSCN溶液、品红稀溶液

实验操作	实验现象与结论
取适量溶液B于试管中，滴加   ，振荡 ，放置一段时间后，观察现象．	若溶液   ，则溶液B中含Cl2； 若溶液   ，则溶液B中不含Cl2．

方案二：用下列装置测定铁触媒的含铁量，确定其组成．

（4）干燥管C的作用是

 

．
（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验．充分反应后，测得干燥管B增重ll.0g，则该铁触媒的化学式可表示为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）容量瓶是一种玻璃定容仪器；
（2）氯气具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，铁触媒和硫酸以及氯气反应的产物来回答；
（3）根据氯气的性质：能使石蕊试液先变红后退色来检验氯气的存在；
（4）一氧化碳可以和铁的氧化物之间发生反应，得到气体产物二氧化碳，干燥管B可以吸收生成的二氧化碳，但是要排除空气的干扰，据此来回答；
（5）根据一氧化碳和铁的氧化物之间发生的反应，“干燥管B”增重11.0g即为生成的二氧化碳的质量来回答．

解答： 解：（1）将溶液稀释为250mL，可以采用定容仪器容量瓶，故答案为：250mL容量瓶；
（2）通入Cl₂的作用是将亚铁离子氧化为铁离子，氯气量不足时，“溶液B”中会含有亚铁离子，即FeCl₂或者FeSO₄，故答案为：FeCl₂ 或者FeSO₄或者Fe²⁺；
（3）氯气的性质：能使石蕊试液先变红后退色，向溶液B中加入石蕊试液，如果石蕊试液显红色，后红色褪去，这是氯水的性质，证明含有氯气，若溶液变红后不褪色，溶液B不含有Cl₂，故答案为：2-3滴紫色石蕊试液；溶液显红色后，红色褪去；变红后不褪色；
（4）一氧化碳可以和铁的氧化物之间发生反应，得到气体产物二氧化碳，干燥管B可以吸收生成的二氧化碳，测定二氧化碳的量可以获得铁触媒的量，但是要排除空气成份的干扰，所以C的作用是：防止空气中的CO₂和水蒸气进入B中，故答案为：防止空气中的CO₂和水蒸气进入B中；
（5）根据实验方案一的原理，15.2g铁触媒充分反应生成二氧化碳的质量是11.0g，设发生的反应为：
yCO+Fe_xO_y

加热  .

xFe+yCO₂，
     1             y
   

15.2

56x+16y

     

11

44

  
即

15.2y

56x+16y

=

1

4

，
解得x：y=4：5，所以氧化物的化学式为：Fe₄O₅或2FeO?Fe₂O₃，
故答案为：Fe₄O₅或2FeO?Fe₂O₃．

点评：本题是一道考查学生物质的含量和组成的综合知识考查题，涉及氯气的性质、一氧化碳和铁的氧化物之间的反应等知识，综合性强，难度大．