(16分)某研究性学习小组在用CO还原Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X,他们认为X不一定是Fe,因温度不同、受热不均时会生成Fe3O4且也能被磁铁
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(16分)某研究性学习小组在用CO还原Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X,他们认为X不一定是Fe,因温度不同、受热不均时会生成Fe3O4且也能被磁铁吸引。为探究X的组成,他们进行了如下实验。 Ⅰ.定性检验
实验编号
| 实验操作
| 实验现象
| ①
| 取少量黑色粉末X放入试管1中,注入适量稀盐酸,微热。
| 黑色粉末逐渐溶解,有无色气体逸出。
| ②
| 向试管1所得溶液中滴加几滴 KSCN溶液,振荡。
| 溶液未出现血红色
| (1)由上述实验现象推断,黑色粉末X的成分中是否一定不含Fe3O4?____(填“是”或“否”)。 (2)实验①中可能发生反应的离子方程是 , , 。 Ⅱ.定量测定
(3)操作Z是 。在灼烧沉淀时必须用到的下列仪器的名称是____________________________。
(4)通过以上数据,得出3.44g黑色粉末X中各成分的物质的量为:______、______。 |
答案
(1)否(2分) (2)Fe3O4 + 8H+ ="==" Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O;(2分) Fe + 2H+ ="==" Fe2+ + H2↑(2分); 2Fe3+ + Fe ="==" 3Fe2+ (2分) (3)过滤,洗涤(2分); 坩埚、泥三角(2分)。 (4)n(Fe3O4)=" 0.0100" mol (2分) n(Fe)=" 0.0200" mol(2分) (无保留3位有效数字每空得1分) |
解析
(1)由于在单质铁的存在下,铁离子是不可能存在的,所以不能确定是否含有四氧化三铁。 (2)有无色气体逸出,说明含有单质铁,反应的方程式是Fe + 2H+ ="=" Fe2+ + H2↑;又因为还可能存在四氧化三铁,所以还可能发生的反应是Fe3O4 + 8H+ ==Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O、2Fe3+ + Fe ="==" 3Fe2+。 (3)沉淀从溶液中分离出的方法是过滤,且在过滤之后还必需洗涤;固体的灼烧需要坩埚,而坩埚需要放在三脚架的泥三角上。 (4)设混合物中四氧化三铁和铁的物质的量分别是x和y。由于最终得到的是氧化铁,所以应该有232x+56y=3.44、(3x+y)×160=4.00,解得x=0.0100 mol,y=0.0200 mol,即铁是0.0200 mol,四氧化三铁是0.0100 mol。 |
举一反三
向只含有Fe3+、Cu2+、H+各0.1mol及a mol SO的某溶液中(只来源于水电离的离子不考虑)加入足量锌粉,搅拌使其充分反应,下列说法中正确的是( )A.当消耗13克Zn时, 得到的还原产物为0.25mol | B.当溶液中不再产生气泡时,溶液中大量存在的阳离子只有Zn2+ | C.反应中最多有两种单质生成 | D.反应结束时,可得到0.25molZnSO4 |
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(12分)某氧化铁样品中含有少量的FeCl2杂质。现要测定其中铁元素的质量分数,按以下步骤进行实验: 请根据图的流程,回答下列问题: ⑴操作I的目的为配制250.00ml样品溶液,则所用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管以外,还必须有 (填仪器名称);操作II必须用到的仪器是 。(填字母)A.50ml烧杯 | B.50ml量筒 | C.100ml量筒 | D.25ml滴定管 |
⑵再加入氨水的离子方程式为 。 ⑶检验沉淀是否洗涤干净的操作是 。 ⑷将沉淀物加热,冷却至室温,用天平称量其质量为b1g,再次加热并冷却至室温称量其质量为b2g,若b1—b2=0.3,则接下来还应进行的操作是 。 ⑸若坩埚的质量为W1g,坩埚与加热后固体的总质量为W2g,则样品中铁元素的质量分数是 。 ⑹有学生认为上述实验步骤太繁琐,他认为,将样品溶于水后充分搅拌,在空气中加热蒸干燃烧称量即可,请你评价是否可行? 。(填“可行”或“不可行”) |
.取含有Fe2O3杂质的铁粉100g,投入过量的盐酸中,产生H2标准状况下31.36L,在反应后的溶液中加入KSCN溶液,没有红色产生,问样品中杂质含量( ) A 4% B 32% C 8% D 16% |
向21.6g Fe粉和Cu粉的混合物中加入1L 1mol/L HNO3,充分反应,放出NO气且金属有剩余。则反应后溶液中c(NO-3)为(忽略溶液体积的变化) A.0.75mol/L | B.0.45mol/L | C.0.6mol/L | D.0.9mol/L |
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(16分). 铜是人类最早知道的金属之一,实验室可用C、H2还原CuO制取少量的Cu,工业上主要用火法从黄铜矿中提炼Cu。 Ⅰ. 实验证明,C还原CuO时既可能生成Cu,也可能生成Cu2O,即使在C过量时,实验中CuO也可能部分未被还原。为了测定某次实验产物的组成,取1.2g C跟8.0g CuO混合加热,将反应生成的气体通过足量的澄清石灰水并集气。一段时间后停止加热,共收集到560 mL气体(已经折算成标准状况),测得沉淀的质量为2.5g。则: (1)上述实验中C (填“完全”或“不完全”)参加反应,实验中收集到的气 体是 (填写化学式),产生这种气体的化学方程式为: 。 (2)反应后得到的固体混合物总质量为 ,其中含氧化合物的物质的量为 mol。 Ⅱ. 黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐,其中Cu、Fe两种元素的质量比为8∶7;将m g X粉末全部溶于200 mL的浓HNO3,反应后的溶液加水稀释至 2.12 L时测得其pH为0;将稀释后的溶液分为两等份,向其中一份溶液中滴加6.05mol/L的NaOH溶液,向另一份溶液中滴加0.600mol/LBa(NO3)2溶液,两溶液中均生成沉淀,且沉淀的质量随所加溶液的体积变化如下图所示:
(1) 请通过计算确定m的值; (2) X的摩尔质量为368g/mol,请确定X的化学式。 |
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