Question

【題目】某化學研究性學習小組將高錳酸鉀粉末與一定量鐵粉混合隔絕空氣加熱，并在實驗結束后對所得產物中不溶于水的黑色粉末X進行探究。

（探究目的）分析黑色粉末X的組成，并進行相關實驗。

（猜想與假設）該黑色粉末可能含有鐵粉、二氧化錳、四氧化三鐵中的一種或幾種。

（初步認證）將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引。

（初步結論）黑色粉末中_______含有MnO2，；_______含有Fe；________含有Fe3O4(填“一定”、“可能”或“一定不”)。

（定性檢驗）

實驗步驟	實驗操作	實驗現象
步驟一	取少量黑色粉末于試管中，加足量稀硫酸，微熱	黑色粉末部分溶解，無氣泡產生
步驟二	將步驟一反應后試管中的物質過濾，向濾液中滴加幾滴KSCN 溶液，振蕩	溶液呈現紅色
步驟三	取步驟二所得濾渣于試管中，加足量濃鹽酸，加熱	濾渣全部溶解，有黃綠色氣體產生

步驟三中產生氣體的離子方程式為___________________________________________。

（定量檢驗）

①操作Z的名稱是__________，下圖的儀器中，在灼燒沉淀時必須用到的是____________(填字母)。

②有同學認為：上述流程若不加入H2O2，其它步驟不變，只要在空氣中充分放置仍可達到目的。他的理由是(用化學方程式表示)__________________________________________。

③通過以上數據，得出4.116 g黑色粉末X中各成分的物質的量為_________________。

Answer 1

【答案】一定 可能 一定 過濾 CDEF 0.01 mol Fe3O4、0.02 mol MnO2

【解析】

鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引，高錳酸鉀和鐵粉反應，根據元素守恒，產物中肯定含有二氧化錳，根據氧化還原規律，鐵的化合價肯定升高，故肯定含有四氧化三鐵，鐵粉可能有剩余；步驟三中加入濃鹽酸加熱產生了氯氣，是二氧化錳和濃鹽酸反應產生了氯化錳、氯氣、水；①根據流程圖，操作Z分離出了沉淀，故操作Z是過濾；灼燒沉淀時需要用到坩堝、泥三角、三腳架、酒精燈等；②加入的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，氧氣也能起到這種作用；③根據定性檢驗可知黑色固體中不含鐵粉，只含有二氧化錳和四氧化三鐵，二氧化錳和硫酸不反應，四氧化三鐵溶于硫酸，故1.74g沉淀是二氧化錳；四氧化三鐵的質量為。

鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引，高錳酸鉀和鐵粉反應，根據元素守恒，產物中肯定含有二氧化錳，根據氧化還原規律，鐵的化合價肯定升高，故肯定含有四氧化三鐵，鐵粉可能有剩余；

故答案為：一定；可能；一定；

步驟三中加入濃鹽酸加熱產生了氯氣，是二氧化錳和濃鹽酸反應產生了氯化錳、氯氣、水，離子方程式為：；

故答案為：；

①根據流程圖，操作Z分離出了沉淀，故操作Z是過濾；灼燒沉淀時需要用到坩堝、泥三角、三腳架、酒精燈等；

答案為：過濾；CDEF；

②加入的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，氧氣也能起到這種作用，方程式為：；

故答案為：；

③根據定性檢驗可知黑色固體中不含鐵粉，只含有二氧化錳和四氧化三鐵，二氧化錳和硫酸不反應，四氧化三鐵溶于硫酸，故1.74g沉淀是二氧化錳，物質的量為：；四氧化三鐵的質量為，物質的量為：；

故答案為：0.01 mol、0.02 mol 。