Question

鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物（設雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H₂SO₄反應）．有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．

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(zhì)玻璃管中；
c．從左端導氣管口處不斷地緩緩通入H₂，待C裝置出口處對H₂驗純后，點燃A處酒精燈；
d．充分反應后，撤掉酒精燈，再持續(xù)通入氫氣至完全冷卻．
（1）裝置C的作用為______．
（2）測得反應后裝置B增重1.35g，則鐵礦石中氧的質(zhì)量分數(shù)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⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、______．
（5）下列有關(guān)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
d．滴定過程中可利用淀粉溶液作為指示劑
（6）鐵礦石中鐵的質(zhì)量分數(shù)為______．實驗結(jié)論：推算鐵的氧化物的組成
（7）由實驗一、二得出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為______．

Answer 1

解：（1）該實驗中，氫氣和氧化鐵反應生成金屬鐵和水，根據(jù)固體質(zhì)量的變化來計算鐵的含量，B處的干燥管作用是吸收產(chǎn)生的水蒸氣，所以C裝置要防止防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入B中，影響測定結(jié)果，
故答案為：防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入B中，影響測定結(jié)果；
（2）測的反應后裝置B增重1.35g，根據(jù)反應的實質(zhì)，增加的是氧元素的質(zhì)量，所以氧元素的質(zhì)量分數(shù)是：×100%=24%，
故答案為：24%；
（3）向鐵礦石中加入硫酸，化反應生成硫酸的鐵鹽溶液，還存在過量的硫酸溶液，加入過量的氯氣，煮沸的作用是趕走溶液中溶解的過量的Cl₂，
故答案為：趕走溶液中溶解的過量的Cl₂；
（4）容量瓶是一種定容儀器，若是稀釋到250mL，則采用的儀器有：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶，
故答案為：玻璃棒、250mL容量瓶；
（5）a、滴定管用蒸餾水洗滌后必須用標準液潤洗，故a錯誤；
b、錐形瓶不需要用待測液潤洗，故b錯誤；
c、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，故c正確；
d、滴定過程中，三價鐵可以和碘離子發(fā)生反應生成亞鐵離子和碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉溶液顯示藍色，但是亞鐵離子的綠色會產(chǎn)生干擾作用，故d正確；
故選cd；
（6）由于所取溶液（含F(xiàn)e³⁺）的體積與消耗KI溶液的體積相等，結(jié)合方程式可知，c（Fe³⁺）=c（KI）=0.5mol?L^-1，所以鐵元素的百分含量為：×100%=70%，
故答案為：70%；
（7）鐵的質(zhì)量分數(shù)是70%，氧元素的質(zhì)量分數(shù)是24%，
所以100g鐵礦石中，鐵元素的質(zhì)量是70g，氧元素質(zhì)量是24g，鐵元素和氧元素的物質(zhì)的量比為：：=5：6，
鐵的氧化物的化學式為：Fe₅O₆，
故答案是：Fe₅O₆ ．
分析：（1）B中的堿石灰是吸收置換反應生成的水的，為了防止空氣成分對實驗的影響，要加一個裝置吸收空氣中的水以及二氧化碳；
（2）反應后裝置B增重1.35g，即氫氣和氧化鐵反應后固體質(zhì)量的增加值，可以根據(jù)差量法來計算；
（3）煮沸可以將水中的氣體趕走；
（4）根據(jù)稀釋液體和配制一定體積的溶液所選擇的儀器來回答；
（5）根據(jù)滴定試驗以及滴定過程中的實驗誤差分析知識來回答判斷；
（6）根據(jù)元素守恒和化學反應方程式進行計算；
（7）根據(jù)鐵元素質(zhì)量分數(shù)和氧元素質(zhì)量分數(shù)計算出鐵的氧化物的化學式．
點評：本題考查了探究鐵礦石中氧元素和鐵元素的含量的方法，是一道探究物質(zhì)的組成、測量物質(zhì)的含量知識的一道綜合考查題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度中等．