Question

鐵礦石是工業煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物（設雜質中不含鐵元素和氧元素，且雜質不與硫酸反應）。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。

Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測定，以下實驗過程不完整，請補充完整。

（1）按上圖組裝儀器，并______________________________________________；

（2）將8.0 g鐵礦石放入硬質玻璃管中，裝置B、C中的藥品如圖所示（夾持儀器均省略）；

（3）從左端導氣管口處不斷地緩緩通入H2，____________________________，

點燃A處酒精燈；

（4）充分反應后，撤掉酒精燈，________________________________________；

（5）測得反應后裝置B增重2.25 g，則鐵礦石中氧的百分含量為________。

Ⅱ.鐵礦石中含鐵量的測定，流程如下。

（1）步驟④中煮沸的作用是___________________________________________。

（2）步驟⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、250 mL容量瓶、________。

（3）下列有關步驟⑥的操作中說法正確的是________。

a．因為碘水為黃色，所以滴定過程中不需加指示劑

b．錐形瓶不需要用待測液潤洗

c．滴定過程中可利用淀粉溶液作指示劑

d．滴定過程中，眼睛注視滴定管中液面變化

e．滴定結束后，30 s內溶液不恢復原來的顏色，再讀數

f．滴定結束后，滴定管尖嘴部分有氣泡，則測定結果偏大

（4）若滴定過程中消耗0.500 0 mol·L－1 KI溶液20.00 mL，則鐵礦石中鐵的百分含量為________。

Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為________。

 

Answer 1

Ⅰ.（1）檢查裝置的氣密性　（3）待裝置C出口處氫氣驗純后　（4）再持續通入氫氣至硬質玻璃管完全冷卻　（5）25.0%

Ⅱ.（1）趕走溶液中溶解的過量Cl2　（2）玻璃棒　（3）be　（4）70.0%

Ⅲ.Fe4O5

【解析】本題考查鐵礦石中鐵的氧化物的化學式的探究。

Ⅰ.實驗開始前一定要先檢查裝置的氣密性，再裝入藥品；在點燃A處酒精燈之前一定要先檢驗氫氣的純度；撤掉酒精燈后，一定要再通入氫氣一段時間，直至硬質玻璃管冷卻至室溫，以防鐵重新被氧化。裝置B增加的質量即為生成水的質量，其中m（O）＝2.25 g×＝2.0 g，氧元素的質量分數為×100%＝25.0%。Ⅱ.（1）因為是用KI溶液進行滴定，但氯氣也能與KI反應，影響實驗結果，所以必須除去溶液中溶解的氯氣。（2）配制一定物質的量濃度的溶液，需要用玻璃棒攪拌、引流。（3）碘水的黃色不明顯，a錯誤。滴定時發生反應：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，滴定時如果加入淀粉，則溶液變藍，但滴定終點時沒有顏色變化，所以不能用淀粉作指示劑，c錯誤。滴定過程中要觀察錐形瓶中溶液顏色的變化，不能注視滴定管中液面變化，d錯誤。滴定結束后，滴定管尖嘴部分有氣泡，則所測KI溶液消耗量偏低，測定結果偏低，f錯誤。

（4）根據2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2可知10.0 g鐵礦石中，n（Fe）＝0.500 0 mol·L－1×0.02 L×＝0.125 mol，m（Fe）＝7.0 g，則鐵元素的質量分數為70.0%。Ⅲ.鐵的氧化物中，n（Fe）∶n（O）＝∶＝4∶5，所以其化學式為Fe4O5。