Question

【題目】硫酸亞鐵溶液和過量碳酸氫銨溶液混合，過濾、洗滌、干燥得到碳酸亞鐵，在空氣中灼燒碳酸亞鐵得到鐵的氧化物M。利用滴定法測定M的化學式，其步驟如下：

①稱取3.92g樣品M溶于足量鹽酸，并配成100mL溶液A。

②取20.00mL溶液A于錐形瓶中，滴加KSCN溶液，溶液變紅色；再滴加雙氧水至紅色剛好褪去，同時產生氣泡。

③待氣泡消失后，用1.0000 mol·L－1 KI標準溶液滴定錐形瓶中的Fe3＋，達到滴定終點時消耗KI標準溶液10.00 mL。

(1)實驗中必需的定量儀器有量筒、電子天平、____________和____________。

(2)在滴定之前必須進行的操作包括用標準KI溶液潤洗滴定管、__________、___________。

(3)步驟②中“氣泡”有多種可能，完成下列猜想：

①提出假設：

假設1：氣泡可能是SCN－的反應產物N2、CO2、SO2或N2，CO2。

假設2：氣泡可能是H2O2的反應產物____________，理由___________。

②設計實驗驗證假設1：

試管Y中的試劑是_______。

(4)根據上述實驗，寫出硫酸亞鐵溶液和過量碳酸氫銨溶液混合制備碳酸亞鐵的離子方程式_____。

(5)根據數據計算，M的化學式為_______。

(6)根據上述實驗結果，寫出碳酸亞鐵在空氣中灼燒的化學方程式________。

Answer 1

【答案】100mL容量瓶 滴定管 排出玻璃尖嘴的氣泡 調節液面至0刻度線或0刻度線以下某一刻度 O2 H2O2在催化劑作用下分解產生O2 澄清石灰水 Fe2+ + 2HCO3- =FeCO3↓+CO2↑+H2O Fe5O7 5FeCO3+O2 Fe5O7+5CO2

【解析】

(1)根據實驗操作選擇缺少的定量儀器，該實驗第①步為配制100mL溶液，第③步為滴定實驗，據此分析判斷；

(2)根據滴定管的使用方法進行解答；

(3)①過氧化氫在鐵離子催化作用下分解生成氧氣；
②氣泡可能是SCN-的反應產物N2、CO2、SO2或N2、CO2，可以利用二氧化碳通入石灰水變渾濁判斷；

(4)硫酸亞鐵溶液和過量碳酸氫銨溶液混合反應生成碳酸亞鐵、二氧化碳和水；

(5)利用反應2I-+2Fe3+=2Fe2++I2的定量關系計算鐵元素物質的量，進而計算氧元素物質的量，從而確定化學式；

(6)碳酸亞鐵在空氣中灼燒生成鐵的氧化物和二氧化碳，結合原子守恒配平化學方程式。

(1)該實驗第①步為配制100mL溶液，缺少的定量儀器有100mL容量瓶；第③步為滴定實驗，缺少的定量儀器為滴定管，故答案為：100mL容量瓶；滴定管；

(2)滴定管在使用之前，必須檢查是否漏水，若不漏水，然后用水洗滌滴定管，再用待裝液潤洗，然后加入待裝溶液，排出玻璃尖嘴的氣泡，再調節液面至0刻度線或0刻度線以下某一刻度，讀數后進行滴定，故答案為：排出玻璃尖嘴的氣泡；調節液面至0刻度線或0刻度線以下某一刻度；

(3)①假設2：氣泡可能是H2O2的反應產物為O2，H2O2在催化劑鐵離子作用下分解產生O2，故答案為：O2；H2O2在催化劑作用下分解產生O2；

②假設1為氣泡可能是SCN－的反應產物N2、CO2、SO2或N2，CO2，則試管Y中的試劑可以是澄清石灰水，用于檢驗氣體，若假設成立，氣體通入后會變渾濁，故答案為：澄清石灰水；

(4)硫酸亞鐵溶液和過量碳酸氫銨溶液混合反應生成碳酸亞鐵、二氧化碳和水，反應的離子方程式為Fe2+ + 2HCO3- =FeCO3↓+CO2↑+H2O；故答案為：Fe2+ + 2HCO3- =FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(5)根據反應2I+2Fe3+=2Fe2++I2，可得關系式：I ~ Fe3+，在20mL溶液中n(Fe3+)=1.0000mol/L×0.01L×100=0.01mol，則100mL溶液中鐵離子物質的量為0.05mol，則鐵的氧化物中氧元素物質的量，則n(Fe):n(O)=0.05:0.07=5:7，化學式為：Fe5O7，故答案為：Fe5O7；,

(6)碳酸亞鐵在空氣中灼燒和氧氣反應生成Fe5O7和二氧化碳，反應的化學方程式：5FeCO3+O2 Fe5O7+5CO2，故答案為：5FeCO3+O2 Fe5O7+5CO2。