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氯化铁是实验室中的重要试剂．某同学用m g含有铁锈（Fe₂O₃）的废铁屑来制取FeCl₃?6H₂O晶体，同时测定废铁屑中铁的质量分数，为此设计了如图装置（夹持装置略，气密性已检验）：
操作步骤如下：
Ⅰ．打开弹簧夹K₁、关闭弹簧夹K₂，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K₁、打开弹簧夹K₂，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl₃?6H₂O晶体．请回答：
（1）A中发生的置换反应的化学方程式是．
（2）操作Ⅱ中“…”的内容是，烧杯中的现象是，相应的离子方程式和化学方程式是、．
（3）操作Ⅲ不采用直接加热制FeCl₃?6H₂O晶体的原因是（用简要文字并结合离子方程式解释）．
（4）测得B中所得的气体是V mL（标准状况时），由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是 $数学公式$ ，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是．
（5）为了准确测定铁的质量分数，还可以另取mg废铁屑和某种常见的还原剂气体在加热时充分反应到恒重，测得实验后剩余固体质量是wg．由此求出铁的准确质量分数是（用含m、和w的式子表示）．

解：（1）铁与盐酸反应的方程式是：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，
故答案是：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）当A中固体完全消失，铁完全和盐酸反应后，反应结束；当A中溶液完全进入烧杯，生成的氯化亚铁被氧化成黄色的氯化铁，生成的氯化铁作催化剂，使双氧水分解，反应的方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，2H₂O₂ $\text{[math]}$ 2H₂O+O₂↑，
故答案是：当A中固体完全消失；无色溶液逐渐变黄，有气泡产生；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，2H₂O₂ $\text{[math]}$ 2H₂O+O₂↑；
（3）由于氯化铁溶液中存在反应Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，该反应吸热，加入会促进水解，生成了氢氧化铁沉淀，无法制取氯化铁晶体，
故答案是：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加热会促进FeCl₃水解，产生Fe（OH）₃；
（4）由于废铁屑中含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子能够和铁反应，导致铁减少，置换的氢气体积减少，
故答案是：Fe³⁺和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少；
（5）mg废铁屑中的氧化铁被还原后质量变成wg铁，质量差（m-w）g就是氧化铁中氧元素的质量，n（O）= $\text{[math]}$ mol，n（Fe₂O₃）= $\text{[math]}$ ×n（O）= $\text{[math]}$ mol，
铁的质量分数为： $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，
故答案是： $\text{[math]}$ ．
分析：（1）铁和盐酸反应生成氢气和氯化亚铁的化学方程式；
（2）装置A中的铁完全消失，反应结束；打开弹簧夹K₂，反应生成的氯化亚铁被双氧水氧化成氯化铁，同时有氧气放出；根据氯化亚铁被双氧水氧化、生成的氯化铁作催化剂使双氧水分解情况，写成反应方程式；
（3）直接加热氯化铁溶液，三价铁离子会发生水解生成氢氧化铁沉淀，无法制取氯化铁晶体；
（4）“用m g含有铁锈（Fe₂O₃）的废铁屑来制取FeCl₃?6H₂O晶体”，氧化铁溶于盐酸，生成的三价铁离子能够消耗铁；
（5）根据质量减少的部分就是氧化铁中氧元素的质量，求出氧化铁的物质的量，再计算出铁的质量分数．
点评：本题考查了铁屑中铁的质量分数和制取氯化铁晶体，涉及了较多的化学方程式的书写、质量分数的计算、实验操作等知识，本题难度中等．

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2012?朝阳区二模）氯化铁是实验室中的重要试剂．某同学用m g含有铁锈（Fe₂O₃）的废铁屑来制取FeCl₃?6H₂O晶体，同时测定废铁屑中铁的质量分数，为此设计了如图装置（夹持装置略，气密性已检验）：
操作步骤如下：
Ⅰ．打开弹簧夹K₁、关闭弹簧夹K₂，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K₁、打开弹簧夹K₂，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl₃?6H₂O晶体．请回答：
（1）A中发生的置换反应的化学方程式是

Fe+2HCl=FeCl₂+H₂

．
（2）操作Ⅱ中“…”的内容是

当A中固体完全消失

，烧杯中的现象是

无色溶液逐渐变黄

，相应的离子方程式和化学方程式是

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

、

2H₂O₂

氯化铁

2H₂O+O₂↑

2H₂O₂

氯化铁

2H₂O+O₂↑

．
（3）操作Ⅲ不采用直接加热制FeCl₃?6H₂O晶体的原因是

Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加热会促进FeCl₃水解，产生Fe（OH）₃

（用简要文字并结合离子方程式解释）．
（4）测得B中所得的气体是V mL（标准状况时），由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是

400m

，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是

Fe³⁺和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少

．
（5）为了准确测定铁的质量分数，还可以另取mg废铁屑和某种常见的还原剂气体在加热时充分反应到恒重，测得实验后剩余固体质量是wg．由此求出铁的准确质量分数是

160(m-w)

（用含m、和w的式子表示）．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

Ⅰ)纯净的过氧化钙(CaO₂)难溶于水、乙醇，常温下较为稳定。CaO₂·8H₂O在0℃时稳定，加热至130℃时逐渐变为无水CaO₂。在实验室可用钙盐制取CaO₂·8H₂O，再经脱水制得CaO₂。其制备过程如下：

根据以上信息，回答下列问题：

⑴用上述方法制取CaO₂·8H₂O的化学方程式是_▲_；

⑵测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是(己知：I₂＋2S₂O₃²^－＝2I^－＋S₄O₆²^－)：

第一步：准确称取ag产品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的bgKI品体，再滴入适量2mol·L^－1的H₂SO₄溶液，充分反应：

第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液：

第三步：逐滴加入浓度为cmol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液VmL。

①第三步反应完全时的现象为　▲　；

②产品中CaO₂的质量分数为　▲　(用字母表示)；

③某同学经实验测得产品中CaO₂的质量分数偏高，造成偏高的原因是(测定过程中由操作产生的误差忽略不计，用离子方程式表示)　 ▲　。

Ⅱ)硫酸铜是一种重要的化工原料，工业上常用硫酸为原料来制备硫酸铜。

⑴工业上生产硫酸过程中，焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。

①为了从废渣中磁选获得品位合格的铁精矿，高温下利用CO使弱磁性Fe₂O₃转化为强磁性Fe₃O₄。写出该反应的化学方程式_　▲　_；实验发现：CO太多或太少都会导致磁铁矿产率降低，原因是　▲　。

②氯化焙烧工艺是将废渣用氯化钙水溶液调和、成球、高温焙烧，废渣中SiO₂与CaCl₂等在高温下反应放出HCl，HCl与金属氧化物等反应生成氯化物。反应生成的各金属氯化物以气态形式逸出，进而回收有色金属和回返氯化钙溶液。写出氯化焙烧工艺中生成HCl的化学方程式　▲　。

⑵测定硫酸铜品体中结品水含量的实验步骤为：

步骤1：准确称量一个洁净、干燥的坩埚；

步骤2：将一定量的硫酸铜晶体试样研细后，放入坩埚中称重

步骤3：将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；

步骤4：将步骤3中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重：

步骤5：　▲　；

步骤6：根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。

请完成实验步骤5。

(3)已知硫酸铜晶体受热可以逐步失去结晶水，温度升高还可以分解生成铜的氧化物。取25.0gCuSO₄·5H₂O晶体均匀受热，缓慢升温至1200℃并恒温1小时，实验测得固体残留率(剩余固体的质量/原始固体质量)与温度的关系如下图所示：

在110℃时所得固体的成分为　▲　；在1200℃并恒温1小时，反应所得气态产物除去水后，物质的量为　▲　。(填字母)

A.0mol B.0.1mol C.0.125mol D.大于0.125mol

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

根据以上信息，回答下列问题：

⑴用上述方法制取CaO₂·8H₂O的化学方程式是_▲_；

⑵测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是(己知：I₂＋2S₂O₃²^－＝2I^－＋S₄O₆²^－)：

第一步：准确称取ag产品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的bgKI品体，再滴入适量2mol·L^－1的H₂SO₄溶液，充分反应：

第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液：

第三步：逐滴加入浓度为cmol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液VmL。

①第三步反应完全时的现象为　▲　；

②产品中CaO₂的质量分数为　▲　(用字母表示)；

③某同学经实验测得产品中CaO₂的质量分数偏高，造成偏高的原因是(测定过程中由操作产生的误差忽略不计，用离子方程式表示)　 ▲　。

Ⅱ)硫酸铜是一种重要的化工原料，工业上常用硫酸为原料来制备硫酸铜。

⑴工业上生产硫酸过程中，焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。

⑵测定硫酸铜品体中结品水含量的实验步骤为：

步骤1：准确称量一个洁净、干燥的坩埚；

步骤2：将一定量的硫酸铜晶体试样研细后，放入坩埚中称重

步骤3：将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；

步骤4：将步骤3中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重：

步骤5：　▲　；

步骤6：根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。

请完成实验步骤5。

在110℃时所得固体的成分为　▲　；在1200℃并恒温1小时，反应所得气态产物除去水后，物质的量为　▲　。(填字母)

A.0mol B.0.1mol C.0.125mol D.大于0.125mol

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科目：高中化学 来源：2010年四川绵阳高考预测（综合题）化学卷 题型：实验题

（16分）（Ⅰ）下列实验操作或实验叙述正确的是（）
A.可用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中少量的氯化铁
B.用酸式滴定管量取18.80mL的碳酸钠溶液
C.配制0.1mol/L的硫酸时，用量筒量取浓硫酸，要洗涤量筒，否则配制的溶液浓度偏低
D.振荡用饱和的碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯的试管，发现有气泡冒出，它是CO₂气体
E.实验室制取氨气时，常用无水氯化钙进行干燥
（Ⅱ）红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₂·2H₂O）是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂，在化学工业和制药工业中用作氧化剂，应用十分广泛。
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO·Cr₂O₃）作原料利用以下过程来制取。

①步骤I中反应的化学方程式为：
4FeO·Cr₂O₃(s)＋8Na₂CO₃(s)＋7O₂8Na₂CrO₄(s)＋2Fe₂O₃(s)＋8CO₂，该反应的化学平衡常数的表达式为)_____________，在常温下该反应速率极慢，下列措施中不能使反应速率增大的是____________ 。
A、升高温度 B、将原料粉碎 C、增加纯碱的用量 D、通入过量的空气
②步骤Ⅱ中所得溶液显碱性，其中除含有Na₂CrO₄外，还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是__________。
③步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是_________________________________。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为______________________________________________。
(2）将红矾钠与KCl固体按1：2（物质的量之比）混合溶于水后经适当操作可得到K₂Cr₂O₇晶体。请填写表中空格，完成上述过程

序号	实验步骤	简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置)
①	溶解	将混合物放入烧杯中、加水、充分搅拌直到固体不能溶解
②
③
④
⑤	过滤、干燥	得到K₂Cr₂O₇晶体

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