铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
A B C
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定
① 按上图组装仪器,检查装置的气密性;
② 将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯
④ 充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。
(1)装置C的作用为 。
(2)测的反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为 。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定
(1)步骤④中煮沸的作用是 。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 。
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d.锥形瓶不需要用待测液润洗
e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
f.滴定结束后,30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
(4)若滴定过程中消耗0.5000mol·L?1KI溶液20.00mL,则铁矿石中铁的百分含量为 。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。
(14分)
Ⅰ.(1)防止空气中的水蒸气和CO2进入B中,影响测定结果。(2分)
(2)24% (2分)
Ⅱ.(1)赶走溶液中溶解的过量的Cl2 (2分)
(2)250mL容量瓶 (2分)(未答“250mL”不给分)
(3)df (2分) (4)70% (2分)Ⅲ. Fe5O6 (2分)
解析试题分析:
Ⅰ.(1)B中的碱石灰是吸收置换反应生成的水的,为了防止空气成分对实验的影响,要加一个装置吸收空气中的水以及二氧化碳;
(2)氧元素的百分含量为:
Ⅱ.(1)通入过量的Cl2是为了将铁元素全部变为Fe3+,但是为了防止过量的氯气与KI反应,使测定结果偏高,所以要将溶液煮沸赶走溶液中溶解的过量的Cl2。
(2)步骤⑤是溶液的配制(稀释),可知该处应该用250ml的容量瓶。
(3)a.碘水、Fe3+均为黄色,滴定过程中颜色无明显变化,故a错。
b.2Fe3+ + 2I? = 2Fe2+ + I2,滴定一开始就生成I2,使淀粉溶液变蓝,无法指示终点。正确的指示剂应该为KSCN,颜色变化为血红色变为无色。故b错。
c.滴定管用蒸馏水洗涤后必需用待装液润洗后才能装液。故c错。
e.滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶。故e错。
f.滴定过程中,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化。故f错。
(4)由于所取溶液(含Fe3+)的体积与消耗KI溶液的体积相等,结合方程式可知,c(Fe3+)=c(KI)=0.5mol·L?1,所以铁元素的百分含量为:
Ⅲ.因为,所以铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6
考点定位:本题是一道探究铁的氧化物和氢氧化物、测量物质的含量知识的一道综合考查题,考查学生分析和解决问题的能力,综合性强,难度大.
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
氯化铁是常见的水处理剂。某氯化铁样品含有少量杂质。现要测定其中的质量分数,实验按以下步骤进行:
已知有关离子方程式为:
(1)取少量氯化铁样品滴入50mL沸水中,加热片刻,液体呈现红褐色,反应的离子方程式为:_____________________________________。
(2)操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有________、_________(填仪器名称)。
(3)操作II必须用到的仪器是________(选填编号);
a.50mL烧杯 b.10mL量筒 c.20mL量筒 d.25mL滴定管
指示剂是淀粉溶液,则达到滴定终点的现象是__________________________。
(4)滴定时,消耗浓度为0.1000mol/L的标准溶液18.00mL。该样品中(式量为270.5)的质量分数为_____________。
(5)要把样品氯化铁中的少量杂质除去,可用的试剂是________(选填编号)。
a.铁粉 b.氯水 c.溴水 d.双氧水
(6)如果采用以下步骤测定氯化铁样品元素的含量,完成下列填空。
①称量样品 ②加水溶解 ③加足量氨水,沉淀 ④过滤 ⑤灼烧 ⑥称量并进行恒重操作。
还缺少的一步操作是________;在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其操作________________________;
判断是否恒重的标准是_______________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,通入水蒸气,并加热,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式: 。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是 。
(3)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是 。
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯;原因是 。
(5)干燥管中盛装是的物质是 。
(6)试管中收集气体是H2 ,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行 ,
这一操作的目的是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某混合金属粉末,除Fe外,还含有Al、Zn中的一种或两种,含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在,探究过程如下:
【查阅资料】①Zn可以与NaOH溶液反应生成H2
②Zn(OH)2为白色固体,难溶于水,可溶于强碱及NH3·H2O
③Zn2+易形成络合物如[Zn(NH3)4]2+,该络合物遇强酸生成Zn2+、NH4+
【提出假设】假设①:该混合金属粉末中除Fe外还含有Al元素
假设②:该混合金属粉末中除Fe外还含有Zn元素
假设③:该混合金属粉末中除Fe外还含有Al、Zn元素
【实验探究】所用试剂:样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。
甲同学基于假设③设计实验方案如下:
乙同学同样基于假设③设计另一实验方案如下:
(1)Fe元素在周期表中的位置是第 周期 族。
(2)试剂M是 ;沉淀B是 。
(3)你认为甲、乙同学的方案 (填“甲”或“乙”)比较好,理由是 。
(4)操作Ⅰ的主要过程是:在滤液中逐滴加入 ,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的 。
(5)乙同学将沉淀C洗涤、烘干、冷却后称重,质量为m1g,经计算即可得到样品中铁的质量分数,你认为 (填“是”或“否”)准确,原因是 。
(6)电解法制金属铝的化学方程式是 。
以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是 _________________________ ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 _______________________________ 。
(2)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是 。
(3)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取3.7200g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①已知KMnO4酸性溶液与Fe2+反应时被还原为Mn2+,请写出该反应的离 ;
②在滴定实验中不能选择 式滴定管,理由是 ;
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 (用小数表示,保留两位小数)。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。某实验小组设计了如下实验探究
某些含铁化合物的制备、组成、性质等。请按要求回答下列问题:
(1)铁的氯化物的制备与组成:在实验室中,FeCl2可用________和盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉和
________反应制备。现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.2,则该样
品中FeCl2和FeC13物质的量之比为__________。
(2)水处理剂和高容量电池材料――高铁酸钾(K2FeO4)的制备与应用:
FeC13与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为
________________________________________________________________________;
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,其正极电极反应式为
________________________________________________________________________。
(3)光敏材料三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)中铁元素含量的测定:
步骤一:称量10.00 g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250 mL溶液。
步骤二:取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳。同时MnO被还原成Mn2+。向反应后的溶液中加入适量锌粉,至黄色刚好消失,所得溶液收集到锥形瓶中,此时溶液仍呈酸性。
步骤三:用0.0200 mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.02 mL,滴定中MnO还原成Mn2+。
重复步骤二、三操作,步骤三消耗0.0200 mol/L KMnO4溶液19.98 mL。
①步骤一中除量筒、玻璃棒、烧杯外,还需要的玻璃仪器有____________________;步骤三滴定过程中盛装KMn4溶液的仪器名称为___________;滴入最后一滴溶液时,锥形瓶中溶液变为_________色,静置半分钟溶液颜色不再变化,确认为滴定终点。
②步骤二加入锌粉的目的是_______________________________;
写出锌参与反应的离子方程式:____________________________________________。
③实验测得该晶体中铁元素的质量分数为____________。在步骤二中,若加入的KMnO4溶液的量不足,则测得的铁元素含量____________。(填“偏低”“偏高”或“无影响”)
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。该小组同学查阅资料知,固体产物中铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,产生的气体中含有CO、CO2。
请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:①蒸馏水②3%H2O2溶液③氧化铜④1.0mol/L盐酸⑤浓硫酸⑥1.0mol/LNaOH溶液⑦澄清石灰水⑧0.5 mol/LCuSO4溶液⑨2%KSCN溶液⑩苯酚溶液
I.若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在,并验证检验过程中有CO2生成,应选用的试剂为(按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内) 。
Ⅱ.探究固体产物中铁元素的存在形式。
(1)提出合理假设
假设1:只有Fe;
假设2:只有FeO;
假设3:
(2)设计实验方案并实验验证
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水溶解,过滤分离出不溶固体。
步骤2:取少量上述不溶固体放人试管中,加入足量 溶液,充分振荡。若固体无明显变化,则假设 成立;若有暗红色固体生成,则反应的离子方程式为 。
步骤3:取步骤2所得暗红色固体于试管中,滴加过量 ,振荡后静置。若溶液基本无色,则假设 成立;若溶液呈 ,则假设3成立。
(3)问题讨论
若固体产物中FeO含量较少,用步骤3方法难以确定。请你设计实验方案证明假设3成立(写出实验的操作步骤、现象与结论):
Ⅲ.拓展与延伸
有资料介绍“在含Fe2+的溶液中,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,溶液呈红色;若再滴加过量氯水,却发现红色褪去”。假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO42-”,试写出该反应的离子方程式 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某氯化亚铁和氯化铁的混合物。现要测定其中铁元素的质量分数,按以下步骤进行实验:
Ⅰ.请根据上面流程,回答以下问题:
(1)操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有 、 。(填仪器名称)
(2)请写出加入溴水发生的离子反应方程式 。
(3)将沉淀物加热、灼烧,冷却至室温,用天平称量其质量为b1 g,再次加热并冷却至室温称量其质量为b2 g,若b1-b2=0.3g,则接下来还应进行的操作是 ;蒸发皿质量是W1 g,蒸发皿与加热后固体总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数是 。
Ⅱ.有同学提出,还可以采用以下方法来测定:
(1)溶解样品改用了硫酸,而不再用盐酸,为什么 ;
(2)选择的还原剂是否能用铁 (填“是”或“否”),原因是:
;
(3)若滴定用掉c mol?L-1 KMnO4溶液b mL,则样品中铁元素的质量分数是: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:单选题
下列溶液中:①石灰水 ②Na2S溶液 ③KMnO4溶液 ④溴水 ⑤酸化的Ba(NO3)2溶液
⑥品红溶液,不能区别SO2和CO2气体的是( )
A.只有① | B.①② | C.①②⑤ | D.②④⑤ |
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