摘要:黑色固体:FeO.Fe3O4.MnO2.C.CuS.PbS.CuO(最常见的黑色粉末为MnO2和C)
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某工业铁红中混有一种黑色的铁的氧化物杂质,为了解杂质的成分及测定铁红的纯度,化学兴趣小组的同学进行了实验探究。请你参与过程分析与交流。
[查阅资料]
①铁的常见氧化物
氧化亚铁(FeO)黑色固体,w(Fe)=77.8%;氧化铁(Fe2O3)红色固体,俗称铁红,w(Fe)=70.0%;四氧化三铁(Fe3O4)黑色固体,俗称磁性氧化铁,w(Fe)=72.4%。
②草酸(乙二酸H2CO4)在浓H2SO4存在下受热分解的化学方程式为:
H
CO2↑+CO↑+H2O
[实验准备]
①实验的装置图如下
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②药品及试剂
a.草酸 b.工业铁红 c.NaOH溶液 d.澄清石灰水 e.浓H2SO
[实验及数据]取不同质量的样品进行实验,所得实验数据如下:
实验序号 | 样品质量/g | 生成铁的质量/g |
1 | 4.00 | 2.91 |
2 | 8.00 | 7.00 |
3 | 10.00 | 7.27 |
4 | 12.00 | 8.72 |
5 | 14.00 | 10.18 |
6 | 16.00 | 11.63 |
[讨论与分析]
(1)兴趣小组的同学拟以纯净的CO还原铁的氧化物,所设计的实验装置中D、E、F应分别盛放的试剂为______________、______________、______________(填写序号,下同),其作用依次是____________________________。上述装置还有不完善之处,你建议改进措施是__________________________________________。
(2)由实验数据不难得出,有一组实验数据不可靠,该组数据是______________(填序号),该工业粗铁红所含杂质的化学式为______________。
(3)该工业铁红中w(Fe2O3)=______________。
三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]?3H2O可用于摄影和蓝色印刷.某化学兴趣小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验:请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程.

限选试剂:浓硫酸、1.0mol/LHNO3、1.0mol/L盐酸、1.0mol/LNaOH、3% H2O2、0.1mol/LKI、0,1mol/LCuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水.
(1)若实验中,观察到B、F中溶液均变浑浊,则E中的现象是
(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3.验证固体产物中钾元素存在的方法是
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究.
提出合理假设:假设1:
设计实验方案证明你的假设(不要在答题卷上作答)
实验过程
根据上述实验方案进行实验.在答题卷上填写实验步骤、预期现象与结论中的空格.
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限选试剂:浓硫酸、1.0mol/LHNO3、1.0mol/L盐酸、1.0mol/LNaOH、3% H2O2、0.1mol/LKI、0,1mol/LCuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水.
(1)若实验中,观察到B、F中溶液均变浑浊,则E中的现象是
粉末由黑色变为红色
粉末由黑色变为红色
,推测三草酸合铁酸钾分解的气体产物是CO和CO2
CO和CO2
.(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3.验证固体产物中钾元素存在的方法是
利用焰色反应
利用焰色反应
,现象是透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰
透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰
.(3)固体产物中铁元素存在形式的探究.
提出合理假设:假设1:
全部为铁单质
全部为铁单质
;假设2:全部为FeO
全部为FeO
;假设3:同时存在铁单质和FeO
同时存在铁单质和FeO
.设计实验方案证明你的假设(不要在答题卷上作答)
实验过程
根据上述实验方案进行实验.在答题卷上填写实验步骤、预期现象与结论中的空格.
| 实验步骤 | 预期现象与结论 |
| 步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使碳酸钾完全溶解.分离不溶固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体. | 固体产物部分溶解. |
| 步骤2:向试管中加入适量 CuSO4 CuSO4 溶液,再加入少量不溶固体,充分振荡. |
(1)若溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设 2 2 成立.(2)若溶液颜色明显改变,且有 暗红 暗红 色固体生成,则证明有铁单质 铁单质 存在 |
| 步骤3:继续步骤2中的(2),进行固液分离,用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色.取少量固体于试管中,滴加过量 HCl HCl ,静置,取上层清液,滴加适量KSCN KSCN ,充分振荡后滴加H2O2 H2O2 . |
结合步骤2中的(2): (1)若溶液基本无色,则假设 1 1 成立(2)若溶液呈血红色,则假设 3 3 成立 |