Question

某研究性學(xué)習(xí)小組在用CO還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)中，用磁鐵吸出生成的黑色粉末X，他們認(rèn)為X不一定是Fe，若溫度不同、受熱不均時(shí)會(huì)生成Fe₃O₄，也能被磁鐵吸引．為探究X的成分，他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
I．定性檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	取少量黑色粉末X放入試管1中，注入濃鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，溶液呈黃綠色；有少量氣泡產(chǎn)生
②	向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液出現(xiàn)血紅色
③	另取少量黑色粉末X放入試管2中，注入足量硫酸銅溶液，振蕩，靜置	有極少量紅色物質(zhì)析出，仍有較多黑色固體未溶解

（1）實(shí)驗(yàn)②的目的是______．
（2）由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷，黑色粉末X的成分是______（填化學(xué)式）．
II．定量測(cè)定


（1）操作Z是______．圖2儀器中，在灼燒沉淀時(shí)必須用到的是______（填名稱）．
（2）寫出溶液Y中滴加H₂O₂溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______．
（3）通過以上數(shù)據(jù)，得出2.376g黑色粉末X中各成分的物質(zhì)的量為______．

Answer 1

解：I．（1）Fe³⁺能使KSCN溶液呈現(xiàn)血紅色，這是Fe³⁺的特征反應(yīng)，以此確認(rèn)Fe₃O₄的存在．
故答案為：檢驗(yàn)是否存在Fe³⁺，確認(rèn)Fe₃O₄的存在
（2）鐵能和鹽酸反應(yīng)生成氣體，且鐵和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成紅色的銅，據(jù)此現(xiàn)象判斷存在鐵；Fe³⁺能使KSCN溶液呈現(xiàn)血紅色，這是Fe³⁺的特征反應(yīng)，據(jù)此判斷Fe₃O₄的存在．故黑色粉末X為Fe₃O₄和Fe的混合物．
故答案為：Fe₃O₄和Fe的混合物
Ⅱ．（1）黑色粉末為鐵與Fe₃O₄，加入過量鹽酸可知生成含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液，再加足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入氨水生成Fe（OH）₃沉淀，操作Z為過濾、洗滌；
灼燒沉淀所用的儀器為坩堝，坩堝下要墊上泥三角．
故答案為：過濾、洗滌；坩堝、泥三角
（2）雙氧水有氧化性，二價(jià)鐵離子有還原性，足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身含有為H₂O，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O．
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O
（3）設(shè)Fe、Fe₃O₄的物質(zhì)的量分別為x mol與y mol，
2.480g紅棕色Fe₂O₃固體的物質(zhì)的量為=0.0155mol，
根據(jù)Fe守恒得，x+3y=0.0155×2 ①
由Fe₃O₄和Fe的混合物2.376g得，56x+232y=2.376 ②
聯(lián)立方程解得，x=0.001；y=0.01
故答案為：n（Fe）=0.001mol；n（Fe₃O₄）=0.01mol
分析：I．（1）Fe³⁺能使KSCN溶液呈現(xiàn)血紅色，這是Fe³⁺的特征反應(yīng)，以此確認(rèn)Fe₃O₄的存在．
（2）通過①③可判斷Fe的存在．再通過Ⅰ可知黑色粉末為鐵與Fe₃O₄．
Ⅱ．（1）黑色粉末為鐵與Fe₃O₄，加入過量鹽酸可知生成含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液，再加足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入氨水生成Fe（OH）₃沉淀，操作Z為過濾；
灼燒沉淀所用的儀器為坩堝，坩堝下要墊上泥三角．
（2）雙氧水有氧化性，二價(jià)鐵離子有還原性，足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身含有為H₂O，據(jù)此寫出相應(yīng)的離子方程式．
（3）設(shè)Fe、Fe₃O₄的物質(zhì)的量分別為x mol與y mol，計(jì)算出2.480g紅棕色Fe₂O₃固體的物質(zhì)的量．根據(jù)Fe守恒，F(xiàn)e₃O₄和Fe的混合物2.376g，列方程組解得．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了分離提純等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)的鑒別等基本原理以及定量計(jì)算測(cè)定等，對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用，考查思維能力，難度較大，清楚實(shí)驗(yàn)原理、思路．