Question

硬質玻璃管是化學實驗中經常使用的一種儀器，請分析下列實驗（固定裝置略）并回答問題。
Ⅰ、進行微量實驗：如圖所示，將濃硫酸滴入裝有Na₂SO₃固體的培養皿一段時間后，a、b、c三個棉球變化如下表。請填寫表中的空白：

棉球	棉球上滴加的試劑	實驗現象	解釋和結論
a		棉球變白，微熱后又恢復紅色
b	含酚酞的NaOH溶液	棉球變為白色	離子方程式：
c		棉球變為白色	結論：該氣體具有                     性

Ⅱ、硬質玻璃管與其它裝置結合完成定性或定量實驗。下圖是某研究性學習小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學式進行探究的裝置。

實驗一：鐵礦石中含氧量的測定
a．按上圖組裝儀器(夾持儀器均省略)，檢查裝置的氣密性；
b．將5．0g鐵礦石放入硬質玻璃管中；
c．從左端導氣管口處不斷地緩緩通入H₂，                                               后，點燃A處酒精燈；
d．充分反應后，撤掉酒精燈，再持續通入氫氣至完全冷卻。
（1）步驟c中填空
（2）測得反應后裝置B增重1．35g，則鐵礦石中氧的質量分數為______________________。實驗二：鐵礦石中含鐵量的測定

(3)步驟④中煮沸的目的是_____________________________________________。
(4)步驟②和⑤中都要用到的玻璃儀器是______                           __。
(5)下列有關步驟⑥的操作中說法不正確的是_______________________________。
a．滴定管用蒸餾水洗滌后再用待裝液潤洗
b．錐形瓶不需要用待測液潤洗
c．因為碘水為黃色，所以滴定過程中不需加指示劑
實驗結論：推算鐵的氧化物的組成
(6)由實驗一、二得出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為____________________________。

Answer 1

Ⅰ（每空1分）

棉球	棉球上滴加的試劑	實驗現象	解釋和結論
a	品紅試液
b			離子方程式： 2OHˉ+SO2=SO32ˉ+H2O
c	含淀粉的碘水		結論：該氣體具有     還原       性

Ⅱ、（1）在C裝置出口處收集H₂并驗純后。（1分）（2）24%（2分）
（3）除去溶液中溶解的過量的Cl₂（1分）（4）燒杯、玻璃棒（1分）（5）c（1分）（6）Fe₅O₆（2分）

試題分析：Ⅰ．a、濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成SO₂，SO₂具有漂白性。品紅試液是紅色的，二氧化硫能使品紅褪色，漂白原理是：SO₂與品紅反應生成無色不穩定物質，遇熱分解又生成SO₂和品紅，又恢復紅色。b、氫氧化鈉遇到酚酞也是紅色的，SO₂是酸性氧化物，能和氫氧化鈉反應是溶液堿性降低，導致紅色消失，反應原理是：2OHˉ+SO₂=SO₃²ˉ+H₂O。c、碘單質遇到淀粉變為藍色，二氧化硫具有還原性，能將碘單質還原為碘離子，SO₂+I₂+2H₂O＝H₂SO₄+2HI，從而使藍色消失。
Ⅱ、氫氣是可燃性氣體，點燃前相應檢驗其純度，所以在C裝置出口處收集H₂并驗純后再點燃A處酒精燈。
（2）該實驗中，氫氣和氧化鐵反應生成金屬鐵和水，根據固體質量的變化來計算鐵的含量，B處的干燥管作用是吸收產生的水蒸氣，測的反應后裝置B增重1.35g，即反應中生成水的質量是1.35g，物質的量＝1.35g÷18g/mol＝0.075mol，其中氧元素的質量＝0.075mol×16g/mol＝1.2g。所以根據氧原子守恒可知，鐵礦石中氧的質量分數＝×100%＝24%。
（3）氯氣具有強氧化性，能氧化碘離子，從而干鐵離子與碘離子的反應，所以煮沸的作用是趕走溶液中溶解的過量的Cl₂。
（4）②是過濾，需要燒杯、玻璃棒和鐵架臺。⑤是物質的量濃度的配制，需要的儀器是250ml容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管，所以步驟②和⑤中都要用到的玻璃儀器是燒杯和玻璃棒。
（5）a．滴定管用蒸餾水洗滌后必須用標準液潤洗，因此a正確；b．錐形瓶不需要用待測液潤洗，b正確；c．因為碘水為黃色，三價鐵離子也是黃色溶液，滴定過程中需加指示劑，c不正確，答案選c。（6）由于所取溶液（含Fe³⁺）的體積與消耗KI溶液的體積相等，結合方程式2Fe^3＋＋2I^－＝I₂＋2Fe^2＋可知，c（Fe³⁺）＝c（KI）＝0.5mol?L^-1，所以鐵元素的物質的量＝0.5mol/L×0.25L＝0.125mol，所以氧化物中鐵與氧的個數之比＝0.125mol:0.075mol×2＝6:5，因此化學式為Fe₅O₆。₂的性質、鐵礦石中元素含量測定的實驗設計與探究以及化學式確定的有關計算