【题目】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究。
[查阅资料]
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变)；
资料二：氧化铁和一氧化碳反应是随温度升高而逐步进行的，先生成四氧化三铁，再生成氧化亚铁(黑色)，最后生成铁。
[提出猜想]
四氧化三铁中可能含有的杂质是氧化铁和氧化亚铁中的一种或两种。
[实验设计]
同学们称取了23.28 g该四氧化三铁样品进行了下列实验：
[实验分析]
因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组。
甲组：
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该四氧化三铁样品中的杂质，B中的最佳试剂是___(填序号)。
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
(2)上述实验过程中，一氧化碳气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③____。
(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是____。
乙组：利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)：
(1)写出BC段发生反应的化学方程式____________。
(2)通过计算确定：该四氧化三铁样品中含有的杂质是_____，其中含四氧化三铁的质量是__g。(不需要写过程)
【答案】② 将装置中的二氧化碳通入氢氧化钠溶液中 一氧化碳从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气 Fe3O4＋CO
3FeO＋CO2 氧化铁 20.88 g
【解析】
根据实验目的及装置图分析装置中应该选用的试剂；根据CO的性质及在整个实验过程中的作用分析解答；根据题给信息分析中可能产物结合图表数据分析各步反应；根据图示数据及各组成的质量分数计算分析样品可能杂质及含量。
甲组：（1）氢氧化钙的溶解性很小，不能保证把生成的二氧化碳全部吸收；二氧化碳溶解水的能力也不大，不能保证把生成的二氧化碳全部吸收；稀盐酸和二氧化碳不反应；只有氢氧化钠溶液保证把生成的二氧化碳全部吸收，故选用氢氧化钠浓溶液，故答案为：②；
（2）上述实验过程中，一氧化碳气体除作为反应物外，还能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；
②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；
③将装置中的二氧化碳通入氢氧化钠溶液中；
故答案为：将装置中的二氧化碳通入氢氧化钠溶液中；
（3）一氧化碳从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气，使B增重的质量偏小，从而影响计算样品中杂质的质量，故答案为一氧化碳从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气；
乙组：（1）根据资料二：氧化铁和一氧化碳反应是随温度升高而逐步进行的，先生成四氧化三铁，再生成氧化亚铁(黑色)，最后生成铁分析知：AB段先生成四氧化三铁，BC段生成氧化亚铁，CD段生成铁，所以BC段发生反应的化学方程式：Fe3O4＋CO
3FeO＋CO2；
（2）到700 ℃时只剩下铁，即此时氧化铁被一氧化碳还原为铁单质，混合物中铁元素的质量分数＝
=72.16%，四氧化三铁铁元素的质量分数＝
＝72.4%；氧化亚铁铁元素的质量分数＝
≈77.8%；氧化铁铁元素的质量分数＝
=70%，所以该四氧化三铁样品中含有的杂质是氧化铁；设混合物中含四氧化三铁的质量为x，则
，x＝20.88g，故答案为：氧化铁；20.88 g。
智能训练练测考系列答案
计算高手系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】三氯化铁在印刷、医药、颜料、污水处理以及有机合成催化剂方面有重要的应用。工业上常以废铁屑（含有SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等杂质）为原料制备氯化铁。其生产流程如图：
已知：氢氧化物的Ksp如下表：
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
Ksp | 1.0×10-36 | 1.6×10-14 | 2.0×10-33 | 1.2×10-11 |
请回答下列问题：
（1）物质X可以选用下列物质中的____（选填序号）
A．NaCl B．FeCl3 C．H2O2 D．H2SO4
（2）滤液Ⅰ加入NaOH固体的目的是调节溶液的pH（忽略加入NaOH固体以后溶液体积的变化）。已知滤液Ⅰ中c(Fe3+)为1.0 mol·L-1，c(Al3+)为0.03 mol·L-1，c(Mg2+)为0.01 mol·L-1，当Fe3+恰好沉淀完全时[c(Fe3+)=1×10-5 mol·L-1]，Al3+是否已经开始沉淀______（填“是”或“否”）。
（3）写出滤渣1加NaOH溶液发生反应的离子方程式_____________________。
（4）生产流程中最后“从FeCl3溶液得到无水FeCl3固体”的操作分为两步：第一步，先冷却结晶得到FeCl3·6H2O晶体；第二步，制无水FeCl3固体。第二步的正确操作是_____。
（5）FeCl3具有净水作用，但易腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。
①FeCl3净水的原理是____________________（用离子方程式表示）
②通过控制条件生成聚合氯化铁，离子方程式为xFe3＋＋yH2O
Fex(OH)y(3x-y)+＋yH＋，欲增加聚合氯化铁的产率可采取的方法是_____（填字母）。
a．降温 b．加氨水 c．加入NH4Cl d．加入NaHCO3
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】实验室中用足量的MnO2和含有4 mol溶质的浓盐酸充分反应制氯气，下列说法正确的是( )
A. 该实验中共消耗1 mol MnO2，生成1 mol氯气
B. 为了除去氯气中混有的杂质气体，可以依次通过饱和食盐水和碱石灰
C. 在该反应中MnO2作氧化剂，浓盐酸作还原剂
D. 氯气可以用向上排空气法或排水法收集
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】在一定条件下，aA＋bB
cC的可逆反应达到平衡：
（1）已知A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则a、b、c的关系是：_____。
（2）已知A为固体、B为无色气体、C是有色气体，且（a＋b）=c，在加压时，平衡向____方向移动，气体的颜色将___（填“加深”或“变浅”或“不变”）。
（3）加热后C的质量分数减少，则正反应是___热反应。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】在大试管内将足量NaHCO3加热到 200℃，将产生的混合气体通入到盛有1.87 g Na2O和Na2O2的密闭容器中，待Na2O和Na2O2全部反应后，得到标准状况下224 mL O2；再将反应后密闭容器内的固体全部溶于水配成 100 mL 溶液。下列说法正确的是
A.Na2O和Na2O2 均为碱性氧化物
B.参加反应的NaHCO3物质的量为 0.04 mol
C.反应过程中总共转移 0.04 mol 电子
D.配成的 100 mL 溶液中 c(Na+) = 0.5 mol/L
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
(1)FeCl3净水的原理是______。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是(用离子方程式表示)______。
(2)为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2＋)=2.0×10-2mol·L-1，c(Fe3＋)=1.0×10-3mol·L-1，c(Cl－)=5.3×10-2mol·L-1，则该溶液的pH约为______。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：
___
+___Fe2++___=___Cl+___Fe3++__
(3)FeCl3在溶液中分三步水解：
Fe3＋+H2O
Fe(OH)2++H＋ K1
Fe(OH)2++H2O
+H＋ K2
+H2OFe(OH)3+H＋ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是__________。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+，欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)______。
a．降温 b．加水稀释
c．加入NH4Cl d．加入NaHCO3
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是___。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为_____mg·L-1。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】R元素无同位素。21gR2+金属离子内含有22×3.01×1023个中子，取等质量的该元素单质与酸反应，在标准状况下生成11.2LH2。
(1)21g R2+金属阳离子中含有_________mol质子？_________________mol电子？
(2)R是__________元素？写出该元素原子核的组成_______________？
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【题目】一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)＋2B(g)
3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示：
n/mol t/min | n(A) | n(B) | n(C) |
0 | 2.0 | 2.4 | 0 |
5 | 0.9 | ||
10 | 1.6 | ||
15 | 1.6 |
下列说法正确的是（ ）
A.0～5min用A表示的平均反应速率为0.09mol·L-1·min-1
B.该反应在10min后才达到平衡
C.物质B的平衡转化率为20%
D.平衡状态时，c(C)=0.6mol·L-1
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