Question

9．用下列装置（铁架台等夹持仪器略）探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物．

（1）从安全性角度，上述装置确有不足之处，改进方法是：在导气管末端连接一个干燥管，将干燥管的管口插入液面下少许或将导气管管口移出溶液至液面上方，接近液面的地方等．
（2）为快速得到乙醇气体，可采用的方法是水浴加热或对烧杯进行加热．
（3）如图实验，观察到B中红色的Fe₂O₃全部变为黑色固体M，充分反应后停止加热．取出M进行组成检验：

①取下小试管，加热，有砖红色沉淀生成；
②M可以被磁铁吸引；
③将M加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；
④检验溶液中是否含有铁离子和亚铁离子：检验铁离子的方法是取少量溶液加入KSCN溶液，变红色，则有Fe³⁺；证明溶液含有亚铁离子的方法是向溶液中加入高锰酸钾溶液，若溶液的紫色褪去，证明溶液含有亚铁离子．
由以上可得结论是c（填字母）．
a．M中一定有+3价和+2价铁，不能确定是否有0价铁
b．M中一定有+3价和0价铁，无+2价铁
c．M中一定有+3价铁，0价和+2价铁至少有一种
d．M 中一定有+3价、+2价和0价铁
（4）若M成分可表达为Fe_xO_y，用CO还原法定量测定其化学组成．称取m g M样品进行定量测定，实验装置和步骤如下：
①组装仪器；②点燃酒精灯；③加入试剂；④打开分液漏斗活塞；⑤检查气密性；⑥停止加热；⑦关闭分液漏斗活塞；⑧…
正确的操作顺序是b（填字母）．
a．①⑤④③②⑥⑦⑧b．①⑤③④②⑥⑦⑧c．①③⑤④②⑦⑥⑧d．①③⑤②④⑥⑦⑧
若M完全被还原后碱石灰增重 n g，则$\frac{x}{y}$为$\frac{11a-4b}{14b}$（用含m、n的代数式表示）．

Answer 1

分析 （1）装置中BC之间无防倒吸的装置，需要增加防倒吸装置，可以在导气管末端连接一个干燥管，细管短插入氢氧化铜悬浊液；
（2）水浴加热或对烧杯进行加热可以快速得到乙醇气体；
（3）④依据铁离子的实验检验方法分析，铁离子加入硫氰酸钾溶液会变红色；利用亚铁离子具有还原性可以被高锰酸钾溶液氧化检验；乙醇和氧化铁反应过程中可能会生成铁或四氧化三铁，能被磁铁吸引；
（4）先组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水把一氧化碳赶入后续装置，点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞；
玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比；碱石灰增重n g为生成二氧化碳的质量，CO转化为CO₂获得的氧原子为氧化物中O原子，再计算Fe原子物质的量，进而取得x、y关系．

解答 解：（1）装置中BC之间无防倒吸的装置，需要增加防倒吸装置，在导气管末端连接一个干燥管，将干燥管的管口插入液面下少许或将导气管管口移出溶液至液面上方，接近液面的地方等，
故答案为：在导气管末端连接一个干燥管，将干燥管的管口插入液面下少许或将导气管管口移出溶液至液面上方，接近液面的地方等；
（2）为快速得到乙醇气体，可采取的方法是：水浴加热或对烧杯进行加热，
故答案为：水浴加热或对烧杯进行加热；
（3）④依据铁离子的实验检验方法分析，铁离子加入硫氰酸钾溶液会变红色，取少量溶液加入KSCN溶液，变红色，则有Fe³⁺；向另一份溶液中加入酸化的高锰酸钾溶液，紫红色变浅或褪去证明含有亚铁离子；氧化铁做催化剂参与反应过程，乙醇和氧化铁反应过程中可能会生成铁或四氧化三铁，能被磁铁吸引，M中一定有+3价铁，0价和+2价铁至少有一种，选c，
故答案为：取少量溶液加入KSCN溶液，变红色，则有Fe³⁺；向另一份溶液中加入酸化的高锰酸钾溶液，紫红色变浅或褪去证明含有亚铁离子；c；
（4）先组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水把一氧化碳赶入后续装置，点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞，玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比，正确的操作顺序是：①⑤③④②⑥⑦⑧，选b，
碱石灰增重n g为生成二氧化碳的质量，CO转化为CO₂获得的氧原子为氧化物中O原子，则氧化物中O原子物质的量为$\frac{ng}{44g/mol}$=$\frac{n}{44}$molmol，Fe原子物质的量为$\frac{mg-\frac{b}{44}mol×16g/mol}{56g/mol}$，则x：y=$\frac{mg-\frac{b}{44}mol×16g/mol}{56g/mol}$：$\frac{n}{44}$mol=$\frac{11m-4n}{14n}$，
故答案为：b；$\frac{11m-4n}{14n}$．

点评 本题考查了物质性质的实验探究和物质组成的分析判断，实验操作步骤的设计和完善，实验过程中的反应实质分析判断，现象的理解和应用是解题关键，题目难度中等．