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（杂质中不含铁元素，且杂质不与H2、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．
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
实验结果：将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中完全反应，测得装置B增重1.35g．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定
Ⅲ．问题讨论与解决：
（1）如要验证滤液A中铁元素的存在形式，可另取两份滤液A分别进行实验，实验方法、现象与结论如下表．请将其补充完整．可供选择的试剂有：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水
（2）步骤④中煮沸的作用是： ；
（3）步骤③中反应的离子方程式为： ；
（4）请通过实验Ⅰ、Ⅱ计算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式．（写出计算过程）
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
实验结果：将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中完全反应，测得装置B增重1.35g．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定
Ⅲ．问题讨论与解决：
（1）如要验证滤液A中铁元素的存在形式，可另取两份滤液A分别进行实验，实验方法、现象与结论如下表．请将其补充完整．可供选择的试剂有：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水
| 实验方法 | 实验现象 | 结论 |
| 步骤1：在滤液A中加入 | 滤液A中有Fe3+ | |
| 步骤2：在滤液A中加入 | 滤液A中有Fe2+ |
（3）步骤③中反应的离子方程式为：
（4）请通过实验Ⅰ、Ⅱ计算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式．（写出计算过程）
考点：探究物质的组成或测量物质的含量
专题：
分析：铁矿石加入过量稀硫酸过滤得到滤液A为硫酸亚铁、硫酸铁溶液，通入足量氯气氧化亚铁离子卫硫酸铁溶液，加热煮沸得到滤液B中加入水稀释，取出20mlB的稀溶液，与KI发生反应，铁离子和碘离子发生氧化还原反应；
（1）Fe3+可以使KSCN溶液变红色，Fe2+具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色；
（2）滤液A中通入过量的氯气，步骤④中煮沸除去滤液A中过量的Cl2，防止在步骤⑥中与KI反应；
（3）步骤③通入氯气，氯气将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为氯离子；
（4）Ⅰ中装置B增重1.35g为生成水的质量，根据氧元素守恒5g矿石中计算n（O），Ⅱ中步骤⑥发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，根据消耗KI溶液体积计算n（Fe3+），根据Fe元素守恒计算10g矿石中n（Fe），据此确定氧化物化学式．
（1）Fe3+可以使KSCN溶液变红色，Fe2+具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色；
（2）滤液A中通入过量的氯气，步骤④中煮沸除去滤液A中过量的Cl2，防止在步骤⑥中与KI反应；
（3）步骤③通入氯气，氯气将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为氯离子；
（4）Ⅰ中装置B增重1.35g为生成水的质量，根据氧元素守恒5g矿石中计算n（O），Ⅱ中步骤⑥发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，根据消耗KI溶液体积计算n（Fe3+），根据Fe元素守恒计算10g矿石中n（Fe），据此确定氧化物化学式．
解答：
解：（1）步骤1：在滤液A中加入KSCN溶液，若溶液变红色，滤液A中有Fe3+，
步骤2：在滤液A中加入酸性KMnO4，酸性高锰酸钾溶液紫色褪去，滤液A中有Fe2+，
故答案为：
；
（2）滤液A中通入过量的氯气，步骤④中煮沸除去滤液A中过量的Cl2，防止在步骤⑥中与KI反应，最终影响Fe元素物质的量的测定，
故答案为：除去滤液A中过量的Cl2；
（3）步骤③通入氯气，氯气将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为氯离子，反应离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（4）Ⅰ中装置B增重1.35g为生成水的质量，根据氧元素守恒，5g矿石中n（O）=n（H2O）=
=0.075mol，10g矿石中n（O）=0.15mol，
Ⅱ中步骤⑥发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，n（Fe3+）=0.02L×0.5mol/L×
=0.125mol，故10矿石中n（Fe）=n（Fe3+）=0.125mol，
故n（Fe）：n（O）=0.125mol：0.15mol=5：6，即化学式为：Fe5O6，
答：该铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6．
步骤2：在滤液A中加入酸性KMnO4，酸性高锰酸钾溶液紫色褪去，滤液A中有Fe2+，
故答案为：
| 实验方法 | 实验现象 | 结论 |
| 步骤1：KSCN溶液 | 溶液变红色 | 滤液A中有Fe3+ |
| 步骤2：酸性KMnO4 | 酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 | 滤液A中有Fe2+ |
（2）滤液A中通入过量的氯气，步骤④中煮沸除去滤液A中过量的Cl2，防止在步骤⑥中与KI反应，最终影响Fe元素物质的量的测定，
故答案为：除去滤液A中过量的Cl2；
（3）步骤③通入氯气，氯气将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为氯离子，反应离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（4）Ⅰ中装置B增重1.35g为生成水的质量，根据氧元素守恒，5g矿石中n（O）=n（H2O）=
| 1.35g |
| 18g/mol |
Ⅱ中步骤⑥发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，n（Fe3+）=0.02L×0.5mol/L×
| 250ml |
| 20ml |
故n（Fe）：n（O）=0.125mol：0.15mol=5：6，即化学式为：Fe5O6，
答：该铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6．
点评：本题考查探究物质组成及含量测定，是高考中的常见题型，题目难度中等，理解测定原理是关键，侧重对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础．
练习册系列答案
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