题目内容

(12分)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1.35 g。
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+
(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)
(1)
实验方法
实验现象
结论
加入   KSCN溶液    (1分)
 溶液呈血红色    
(1分)
加入  酸性KMnO4溶液 (1分)  
 KMnO4溶液褪色  
(1分)
 
(2)除去滤液A中过量的Cl2                (2分)
(3)2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2 Cl-                 (2分)
(4)10g矿石中:n(O)=0.15mol               (1分)
10g矿石中:n(Fe)= n(Fe3+) = 0.125mol     (2分)
n(Fe):n(O)=" 0.125mol:" 0.15mol =5:6  即化学式为:Fe5O6  (1分)

试题分析:⑴根据供选试剂,用KSCN溶液检验滤液A中含有Fe3+(溶液呈血红色);用酸性KMnO4溶液检验滤液A中含有Fe2+(溶液褪色);
⑵加入足量氯气后加热煮沸,能将反应液中过量的氯气除去,防止与步骤⑥中KI反应给实验结果带来干扰;
⑶步骤③用氯气将Fe2+氧化为Fe3+;
⑷在10g矿石中:n(O)==0.15mol;
在10g矿石中:n(Fe)= n(Fe3+) =n(I-)== 0.125mol;
则n(Fe):n(O)= 0.125mol::0.15mol =5:6; 即化学式为:Fe5O6 。
练习册系列答案
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甲、乙两同学利用如图1所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质.请回答下列问题.
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②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定含______,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是______.
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(4)乙同学另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应.若按如图2所示的操作,在胶头滴管挤出NaOH溶液的瞬间可观察到生成白色沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式______.
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(15分)实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】的步骤如下:
步骤一:废铜屑制硝酸铜
如图,
用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液。
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步骤三:碱式碳酸铜的组成测定
碱式碳酸铜可表示为:xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O,可采用氢气还原法来确定,其反应原理为:
xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O +  H2→ Cu +  CO2  +  H2O(未配平)
完成下列填空:
(1)步骤一中,反应开始时,瓶内的现象是                                       ,
用该装置制取硝酸铜,好处是                                                  。
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      xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O+       H2→     Cu+      CO2+      H2O
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