Question

鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物（設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H₂SO₄反應(yīng)）。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究。

  Ⅰ．鐵礦石中含氧量的測(cè)定

① 按上圖組裝儀器，檢查裝置的氣密性；

② 將5.0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中，裝置B、C中的藥品如圖所示（夾持儀器均省略）；

③ 從左端導(dǎo)氣管口處不斷地緩緩?fù)ㄈ際₂，待C裝置出口處H₂驗(yàn)純后，點(diǎn)燃A處酒精燈；

④ 充分反應(yīng)后，撤掉酒精燈，再持續(xù)通入氫氣至完全冷卻。

（1）裝置C的作用為                                                  。

（2）測(cè)的反應(yīng)后裝置B增重1.35g，則鐵礦石中氧的百分含量為                。

（3）若將H₂換成CO，則還需補(bǔ)充                 裝置。

Ⅱ．鐵礦石中含鐵量的測(cè)定

（1）溶液A中鐵元素可能的存在形式              ；請(qǐng)從以下試劑中選擇最佳試劑用最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證A中鐵元素的存在形式，試劑為：               。

     a．酸性KMnO₄溶液    b．NaOH溶液    c．KSCN溶液    d．氯水

（2）步驟④中煮沸的作用是                                              。

（3）步驟⑤中用到的玻璃儀器有：                                          。

（4）下列有關(guān)步驟⑥的操作中說(shuō)法正確的是                           。

     a．因?yàn)榈馑疄辄S色，所以滴定過(guò)程中不需加指示劑

b．滴定過(guò)程中可利用淀粉溶液作為指示劑

c．滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液

d．錐形瓶不需要用待測(cè)夜?jié)櫹?/p>

e．滴定時(shí)，右手控制滴定管，左手搖動(dòng)錐形瓶

f．滴定過(guò)程中，眼睛注視滴定管中液面變化

g．滴定結(jié)束后，待液面穩(wěn)定后再讀數(shù)

（5）若滴定過(guò)程中消耗0.5000mol·L⁻¹的KI溶液20.00mL，則鐵礦石中鐵的百分含量為                。

Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式為               。

Answer 1

  Ⅰ．（1）防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入B中，影響測(cè)定結(jié)果。

（2）24%（1分）         （3）尾氣處理

Ⅱ．（1）Fe²⁺、Fe³⁺；  a c     （2）趕走溶液中溶解的過(guò)量的Cl₂

（3）燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、滴管      （4）dg       （5）70%（1分）

Ⅲ．Fe₅O₆

Ⅰ．氧元素的百分含量為：

Ⅱ．（1）由于鐵礦石中鐵的價(jià)態(tài)不確定，所以與酸反應(yīng)后溶液中可能存在Fe²⁺、Fe³⁺；Fe²⁺可以與KMnO₄溶液反應(yīng)，使KMnO₄溶液褪色；Fe³⁺與SCN⁻反應(yīng)使溶液變?yōu)檠�紅色；若使用NaOH，若Fe³⁺多、Fe²⁺少，則沉淀呈紅褐色，F(xiàn)e(OH)₂的顏色已被掩蓋，從而無(wú)法判斷Fe²⁺是否存在。

（2）通入過(guò)量的Cl₂是為了將鐵元素全部變?yōu)镕e³⁺，但是為了防止過(guò)量的氯氣與KI反應(yīng)，使測(cè)定結(jié)果偏高，所以要將溶液煮沸趕走溶液中溶解的過(guò)量的Cl₂。

（4）a．碘水、Fe³⁺均為黃色，滴定過(guò)程中顏色無(wú)明顯變化，故a錯(cuò)。

b．2Fe³⁺ + 2I⁻ = 2Fe²⁺ + I₂，滴定一開(kāi)始就生成I₂，使淀粉溶液變藍(lán)，無(wú)法指示終點(diǎn)。正確的指示劑應(yīng)該為KSCN，顏色變化為血紅色變?yōu)闊o(wú)色。故b錯(cuò)。

c．滴定管用蒸餾水洗滌后必需用待裝液潤(rùn)洗后才能裝液。故c錯(cuò)。

e．滴定時(shí)，左手控制滴定管，右手搖動(dòng)錐形瓶。故e錯(cuò)。

f．滴定過(guò)程中，眼睛注視錐形瓶中溶液顏色變化。故f錯(cuò)。

（5）由于所取溶液（含F(xiàn)e³⁺）的體積與消耗KI溶液的體積相等，結(jié)合方程式可知，c(Fe³⁺)=c(KI)=0.5mol·L⁻¹，所以鐵元素的百分含量為：

Ⅲ．因?yàn)?sub>，所以鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe₅O₆