题目内容

7．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H2SO4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．

（1）Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
①按上图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0 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，待C装置出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．
（1）装置C的作用为防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果．
（2）测的反应后装置B增重1.35 g，则铁矿石中氧的百分含量为24%．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（1）步骤④中煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2．
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶．
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是df．
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
（4）若滴定过程中消耗0.5000mol?L-1KI溶液20.00mL，则铁矿石中铁的百分含量为70%．
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6．

分析 Ⅰ．（1）B中的碱石灰是吸收置换反应生成的水的，为了防止空气成分对实验的影响，要加一个装置吸收空气中的水以及二氧化碳；
（2）反应后装置B增重1.35g，即氢气和氧化铁反应后固体质量的增加值，可以根据差量法来计算；
Ⅱ．（1）煮沸可以将水中的气体赶走；
（2）根据稀释液体和配制一定体积的溶液所选择的仪器来回答；
（3）根据滴定试验以及滴定过程中的实验误差分析知识来回答判断；
（4）根据元素守恒和化学反应方程式进行计算；
Ⅲ．根据铁元素质量分数和氧元素质量分数计算出铁的氧化物的化学式．

解答 解：Ⅰ．（1）该实验中，氢气和氧化铁反应生成金属铁和水，根据固体质量的变化来计算铁的含量，B处的干燥管作用是吸收产生的水蒸气，所以C装置要防止防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果，
故答案为：防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果；
（2）测的反应后装置B增重1.35g，根据反应的实质，增加的是水的质量，根据质量守恒定律，所以铁矿石中氧的百分含量是：$\frac{\frac{1.35}{18}×16}{5.0}$×100%=24%，
故答案为：24%；
Ⅱ．（1）向铁矿石中加入硫酸，化反应生成硫酸的铁盐溶液，还存在过量的硫酸溶液，加入过量的氯气，煮沸后可以降低氯气的溶解度，赶走溶液中溶解的过量的Cl2，
故答案为：赶走溶液中溶解的过量的Cl2；
（2）将原溶液稀释到250mL，需要使用的玻璃仪器仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶，还缺少250mL容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶；
（3）a．碘水为黄色，三价铁离子也是黄色溶液，滴定过程中需加指示剂，故a错误；
b．滴定过程中，三价铁可以和碘离子发生反应生成亚铁离子和碘单质，碘单质遇到淀粉溶液显示蓝色，不能确定是否达到滴定终点，故b错误；
c．滴定管用蒸馏水洗涤后必须用标准液润洗，故c错误；
d．锥形瓶不需要用待测液润洗，故d正确；
e．滴定过程中，眼睛注视锥形瓶中颜色的变化，故e错误；
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数，故f正确．
故答案为：df；
（4）根据反应的方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2可知，消耗的碘离子与铁离子物质的量相等，n（Fe3+）=n（KI），即：0.4000mol•L-1×0.025L=c（Fe3+）×0.02L，解得c（Fe3+）=0.5mol•L-1，所以铁元素的百分含量为：$\frac{0.5mol/L×0.25L×56g/mol}{10g}$×100%=70%，
故答案为：70%；
Ⅲ．铁的质量分数是70%，氧元素的质量分数是24%，所以100g铁矿石中，铁元素的质量是70g，氧元素质量是24g，铁元素和氧元素的物质的量比为：$\frac{70}{56}$：$\frac{24}{16}$=5：6，铁的氧化物的化学式为：Fe5O6，
故答案为：Fe5O6 ．

点评 本题考查了探究铁矿石中氧元素和铁元素的含量的方法，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力；该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，全面细致的思考才能得出正确的结论．

练习册系列答案
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（2）乙同学取镁铝锌合金设计如下实验方案：
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①试剂Ⅰ是NaOH溶液；沉淀B是Al（OH）3．
②过程Ⅰ是：在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的稀氨水，过滤．
③沉淀C与氨水反应的离子方程式为Zn（OH）2+4NH3=[Zn（NH3）4]2++2OH-；或Zn（OH）2+4NH3•H2O=[Zn（NH3）4]2++2OH-+4H2O．
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①A、B用导线连接后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线连接后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极上产生大量气泡，但质量无明显变化；
④B、D用导线连接后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极上发生氧化反应．
据此，判断四种金属的活动性顺序是（　　）
A．A＞B＞C＞DB．A＞C＞D＞BC．C＞A＞B＞DD．B＞D＞C＞A
16．由钠、镁、铝、锌4种金属单质中的两种组成的合金共48 g，跟足量的盐酸反应产生22.4 L氢气（标准状况），那么此合金中一定含有的金属是（　　）
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A．CO2通入澄清石灰水中B．稀硝酸中加入铜片
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