某化学研究性学习小组用CO还原Fe2O3,并在实验结束后用磁铁吸出生成的黑色粉末X进行探究。
[探究目的] 分析黑色粉末X的组成,并进行相关实验。
[查阅资料]
①CO还原Fe2O3的实验中若温度不同、受热不均时会生成Fe3O4,也能被磁铁吸引。
②Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
③Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
8Fe+30HNO3(更稀)=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O
④3Fe3O4+28HNO3(稀)=9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O
[实验探究]
I.定性检验
⑴实验③发生的反应的离子方程式为______________。
⑵ 上述实验 说明黑色粉末X中含有______________ 。
II.定量测定根据下图所示的实验方案进行实验并记录数据:
⑴操作Z的名称是_____________。
⑵通过以上数据,得出13.12g黑色粉末X中各成分的物质的量为____________。
[交流讨论] 在实验过程中,发现在溶液Y中滴加过量NaOH溶液时有刺激性气味气体生成。为了确定溶液Y中各离子浓度,甲同学重复上述实验。在步骤①中共收集到标准状况下896mL的气体,经分析其中只含有NO;测得溶液Y中c(H+)=0.5mol/L。通过计算可知,溶液Y中c(Fe3+)=__________mol/L,c(NH4+)=___________mol/L,c(NO3-)=___________mol/L。请画出在200mL溶液Y中加入NaOH物质的量与生成的Fe(OH)3沉淀物质的量的关系曲线。
[实验探究]
I.⑴Fe+Cu2+ =Fe2++Cu ;⑵Fe和Fe3O4
II.⑴过滤 ; ⑵Fe 0.11mol、Fe3O4 0.03mol
[交流讨论] 1 ;0.15 ; 3.65