Question

铁矿石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 从左端导气管口处缓缓通入H₂，____________，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）③中点燃A处酒精灯前所需操作为　______________________________ 。
（3）测得反应后装置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．滴定颜色变化后，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                                。
如何检验滤液A中是否含有Fe²⁺__________（填选项字母）。
A.先加KSCN溶液，再加氯水    B.加NaOH溶液    C.加K₃[Fe(CN)₆]

Answer 1

Ⅰ．（1）防止空气中的水蒸气和CO₂进入B中，影响测定结果。
（2）检验氢气的纯度   （3）24% 
Ⅱ．（1）赶走溶液中溶解的过量的Cl₂  
（2）250mL容量瓶  （未答“250mL”不给分）（3）df   （4）70%  
Ⅲ. Fe₅O₆  C

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分和二氧化碳
（2）点燃氢气之前要先检验氢气的纯度，以防爆炸
（3）反应后装置B增重1.35g，既氢气和氧化铁反应后固体质量的增加值，可以根据差量法来计算；反应实质，增加的是氧元素的质量，所以氧元素的质量分数是（1.35/18)×16/5.0×100%=24%
Ⅱ．
（1）煮沸可以将水中的气体赶走；
（2）根据稀释液体和配制一定体积的溶液所选择的仪器来回答，容量瓶是一种定容仪器。
（3）根据滴定试验以及滴定过程中的实验误差分析知识来回答。
碘水为黄色，三价铁离子也是黄色溶液，滴定过程中需要加指示剂，a错误；
滴定过程中，三价铁可以和碘离子发生反应生成亚铁离子和碘单质，碘单质遇到淀粉溶液显示蓝色，但是亚铁离子的绿色会产生干扰作用，b错误
滴定管用蒸馏水洗涤后必须再用标准液洗涤，c错误
滴定过程中，眼睛应注视容量瓶液体中发生的变化
（4）根据元素守恒和化学反应方程式进行计算
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,所以铁元素的百分比含量为70%
Ⅲ.根据铁元素质量分数和氧元素质量分数计算出铁的氧化物的化学式，铁的质量分数是70%，氧元素的质量分数是24%，所以100g铁矿石中，铁元素的质量是70g，氧元素的质量是24g，铁元素和氧元素的物质的量比为（70/50）：（24/16）=5：6，铁的氧化物的化学式为Fe₅O₆