Question

某铁矿废料是由Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的几种物质组成．为测定其中铁元素的含量，取20.0g样品进行如下实验：

已知：向Z中滴加KSCN溶液，无明显现象；H₂体积为标准状况下测得．请回答：
（1）分离X和Y的实验操作方法是

 

．
（2）向X中加入稀盐酸，发生氧化还原反应的离子方程式是

 

．
（3）下列说法正确的是

 

（填字母）．
a．W能与稀盐酸反应
b．铁矿废料中一定含有Al₂O₃
c．向Z中滴加几滴氯水，溶液变黄
（4）经测定W为单质，则铁矿废料中铁元素的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,铁的氧化物和氢氧化物

专题：实验题

分析：（1）根据分离固液混合物的操作分析；
（2）X固体中含有Fe、Fe₂O₃，根据二者与盐酸的反应分析；
（3）a．X固体中含有Fe、Fe₂O₃，加盐酸反应后剩余的固体W为Fe；
b．根据题中信息不能确定被氢氧化钠溶液溶解的物质；
c．溶液Z为氯化亚铁；
（4）设Fe₂O₃为xmol，Fe为ymol，根据氢气求出与盐酸反应的Fe，根据Fe₂O₃求出与Fe³⁺反应的Fe，在加上W的质量为Fe的质量，再加上Fe₂O₃中Fe的质量，则为Fe元素的总质量，再求出铁元素的质量分数．

解答： 解：（1）X为固体，Y为液体，分离固液混合物的操作为过滤，故答案为：过滤；
（2）某铁矿废料是由Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的几种物质组成，加氢氧化钠溶液过滤得到固体X，则X中含有Fe、Fe₂O₃，二者与盐酸反应，Fe与HCl反应的离子方程式为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，Fe₂O₃与HCl反应生成Fe³⁺，Fe³⁺与Fe反应生成Fe²⁺，其离子方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）a．X固体中含有Fe、Fe₂O₃，加盐酸反应后剩余的固体W为Fe，则W能与稀盐酸反应，故a正确；
b．Al₂O₃、SiO₂均能与氢氧化钠溶液反应，所以由题中信息不能确定被氢氧化钠溶液溶解的物质，即不能确定铁矿废料中是否含有Al₂O₃，故b错误；
c．溶液Z为氯化亚铁，滴加几滴氯水会生成氯化铁，溶液变黄色，故c正确；
故答案为：ac；
（4）设Fe₂O₃为xmol，Fe为ymol，n（H₂）=

V

Vm

=0.008mol，
Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
x       2x                    
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
0.008mol     0.008mol
2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
 2x   x
则160x+56y=2.72g，0.008mol+x+

0.112

56

=y，
解得：x=0.01、y=0.02，
则铁矿废料中铁元素总物质的量为n（Fe）=0.01×2+0.02=0.04mol，m（Fe）=0.04mol×56g/mol=2.24g，
所以铁元素的质量分数为

2.24

20

×100%=11.2%；
故答案为：11.2%．

点评：本题考查了物质的分离操作、离子方程式的书写、物质含量的计算等，题目侧重于考查学生分析解决问题的能力和计算能力，题目难度中等．