问题 实验题

(12分)铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(杂质中不含铁元素,且杂质不与H2、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。

Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定

实验结果:将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中完全反应, 测得装置B增重1.35 g。

Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定

Ⅲ.问题讨论与解决:

(1)如要验证滤液A中铁元素的存在形式,可另取两份滤液A分别进行实验,实验方法、现象与结论如下表。请将其补充完整。

可供选择的试剂有:酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水

实验方法实验现象结论
步骤1:在滤液A中加入                   滤液A中有Fe3
步骤2:在滤液A中加入                  滤液A中有Fe2
(2)步骤④中煮沸的作用是:                                

(3)步骤③中反应的离子方程式为:                                

(4)请通过实验Ⅰ、Ⅱ计算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式。(写出计算过程)

答案

(1)

实验方法实验现象结论
加入   KSCN溶液    (1分) 溶液呈血红色    (1分)
加入  酸性KMnO4溶液 (1分)   KMnO4溶液褪色  (1分)
 

(2)除去滤液A中过量的Cl2                (2分)

(3)2Fe2+Cl2 = 2Fe3+2 Cl                 (2分)

(4)10g矿石中:n(O)=0.15mol               (1分)

10g矿石中:n(Fe)= n(Fe3) = 0.125mol     (2分)

n(Fe):n(O)=" 0.125mol:" 0.15mol =5:6  即化学式为:Fe5O (1分)

题目分析:⑴根据供选试剂,用KSCN溶液检验滤液A中含有Fe3(溶液呈血红色);用酸性KMnO4溶液检验滤液A中含有Fe2(溶液褪色);

⑵加入足量氯气后加热煮沸,能将反应液中过量的氯气除去,防止与步骤⑥中KI反应给实验结果带来干扰;

⑶步骤③用氯气将Fe2氧化为Fe3

⑷在10g矿石中:n(O)==0.15mol;

在10g矿石中:n(Fe)= n(Fe3) =n(I)== 0.125mol;

则n(Fe):n(O)= 0.125mol::0.15mol =5:6; 即化学式为:Fe5O6

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