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)。有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。
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实验一:铁矿石中含氧量的测定
a.按上图组装仪器(夹持仪器均省略),检查装置的气密性;
b.将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中;
c.从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处对H2验纯后,点燃A处酒精灯;
d.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_______________________________________________________。
(2)测得反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的质量分数为______________________。
实验二:铁矿石中含铁量的测定
(3)步骤④中煮沸的目的是_____________________________________________。
(4)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、_________________________。
(5)下列有关步骤⑥的操作中说法不正确的是_______________________________。
a.滴定管用蒸馏水洗涤后再用待装液润洗
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
d.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
(6)铁矿石中铁的质量分数为______________________________________________。
实验结论:推算铁的氧化物的组成
(7)由实验一、二得出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为____________________________。
(14分、每空2分)(1)防止空气中的水蒸气和CO2进入B中,影响测定结果 (2)24%
(3)除去溶液中溶解的过量的Cl2 (4)玻璃棒、250ml容量瓶(未答“250ml”不给分)
(5)cd (6)70% (7)Fe5O6
【解析】
试题分析:(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FeyOx+H2→Fe+H2O可知,B中增加的质量就是反应中产生的水的质量。而水中的氧元素来自于矿石中,所以矿石中氧元素的质量分数是=
×100%=24%。
(3)向铁矿石中加入硫酸,矿石溶解生成硫酸的铁盐或亚铁盐溶液,还存在过量的硫酸溶液。加入过量的氯气的目的是将溶液中的亚铁离子氧化生成铁离子。由于氯气是过量的,所以煮沸的作用是除去溶液中溶解的过量的Cl2。
(4)容量瓶是一种定容仪器,若是稀释到250mL,则需要的仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶。
(5)a.滴定管用蒸馏水洗涤后必须用标准液润洗,故a正确;b.锥形瓶不需要用待测液润洗,故b正确c.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c错误;d.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,但是亚铁离子的绿色会产生干扰作用,因此不能用淀粉溶液做指示剂,故d错误,答案选cd。
(6)由于所取溶液(含Fe3+)的体积与消耗KI溶液的体积相等,因此结合方程式2Fe3++2I-=2Fe2++I2,知,c(Fe3+)=c(I-)=0.5mol/L,所以铁元素的百分含量为=
×100%=70%。
(7)根据以上分析可知,矿石中铁和氧元素的个数之比是
:
=5:6,所以化学式是Fe5O6。
考点:考查物质含量的测定、实验方案设计与评价、物质的量浓度的配制、滴定实验操作以及物质化学式的确定等
科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解
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科目:高中化学 来源:2010年云南省部分名校高三5月联考试题理科综合化学 题型:填空题
(18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(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。
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5.0g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 。
(2)测的反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为 。
(3)若将H2换成CO,则还需补充 装置。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定![]()
(1)溶液A中铁元素可能的存在形式 ;请从以下试剂中选择最佳试剂用最简单的实验验证A中铁元素的存在形式,试剂为: 。
a.酸性KMnO4溶液 b.NaOH溶液 c.KSCN溶液 d.氯水
(2)步骤④中煮沸的作用是 。
(3)步骤⑤中用到的玻璃仪器有: 。
(4)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 。
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夜润洗
e.滴定时,右手控制滴定管,左手摇动锥形瓶
f.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
g.滴定结束后,待液面稳定后再读数
(5)若滴定过程中消耗0.5000mol·L?1的KI溶液20.00mL,则铁矿石中铁的百分含量为 。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。
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