Question

鐵觸媒（鐵的氧化物）是合成氨工業(yè)的催化劑．某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種方案研究鐵觸媒的組成．

方案一：用下列實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成．
（1）步驟④中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和

 

．
（2）若通入Cl₂不足量，溶液B中還含有

 

會(huì)影響測(cè)定結(jié)果．
（3）若通入Cl₂過量且加熱煮沸不充分，溶液B中可能含有Cl₂．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)Cl₂，完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告．
限選試劑：0.1mol L^-1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊試液、淀粉-KI溶液、0.1mol L^-1 KSCN溶液、品紅稀溶液

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論
取適量溶液B于試管中，滴加   ，振蕩 ，放置一段時(shí)間后，觀察現(xiàn)象．	若溶液   ，則溶液B中含Cl2； 若溶液   ，則溶液B中不含Cl2．

方案二：用下列裝置測(cè)定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成．

（4）干燥管C的作用是

 

．
（5）稱取15.2g鐵觸媒進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)．充分反應(yīng)后，測(cè)得干燥管B增重ll.0g，則該鐵觸媒的化學(xué)式可表示為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）容量瓶是一種玻璃定容儀器；
（2）氯氣具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，鐵觸媒和硫酸以及氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物來回答；
（3）根據(jù)氯氣的性質(zhì)：能使石蕊試液先變紅后退色來檢驗(yàn)氯氣的存在；
（4）一氧化碳可以和鐵的氧化物之間發(fā)生反應(yīng)，得到氣體產(chǎn)物二氧化碳，干燥管B可以吸收生成的二氧化碳，但是要排除空氣的干擾，據(jù)此來回答；
（5）根據(jù)一氧化碳和鐵的氧化物之間發(fā)生的反應(yīng)，“干燥管B”增重11.0g即為生成的二氧化碳的質(zhì)量來回答．

解答： 解：（1）將溶液稀釋為250mL，可以采用定容儀器容量瓶，故答案為：250mL容量瓶；
（2）通入Cl₂的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，氯氣量不足時(shí)，“溶液B”中會(huì)含有亞鐵離子，即FeCl₂或者FeSO₄，故答案為：FeCl₂ 或者FeSO₄或者Fe²⁺；
（3）氯氣的性質(zhì)：能使石蕊試液先變紅后退色，向溶液B中加入石蕊試液，如果石蕊試液顯紅色，后紅色褪去，這是氯水的性質(zhì)，證明含有氯氣，若溶液變紅后不褪色，溶液B不含有Cl₂，故答案為：2-3滴紫色石蕊試液；溶液顯紅色后，紅色褪去；變紅后不褪色；
（4）一氧化碳可以和鐵的氧化物之間發(fā)生反應(yīng)，得到氣體產(chǎn)物二氧化碳，干燥管B可以吸收生成的二氧化碳，測(cè)定二氧化碳的量可以獲得鐵觸媒的量，但是要排除空氣成份的干擾，所以C的作用是：防止空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入B中，故答案為：防止空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入B中；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案一的原理，15.2g鐵觸媒充分反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是11.0g，設(shè)發(fā)生的反應(yīng)為：
yCO+Fe_xO_y

加熱  .

xFe+yCO₂，
     1             y
   

15.2

56x+16y

     

11

44

  
即

15.2y

56x+16y

=

1

4

，
解得x：y=4：5，所以氧化物的化學(xué)式為：Fe₄O₅或2FeO?Fe₂O₃，
故答案為：Fe₄O₅或2FeO?Fe₂O₃．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道考查學(xué)生物質(zhì)的含量和組成的綜合知識(shí)考查題，涉及氯氣的性質(zhì)、一氧化碳和鐵的氧化物之間的反應(yīng)等知識(shí)，綜合性強(qiáng)，難度大．