Question

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（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 从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，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）测的反应后装置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．滴定结束后，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                 。

Answer

（14分）

Ⅰ．（1）防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果。（2分）

（2）24% （2分）

Ⅱ．（1）赶走溶液中溶解的过量的Cl2  （2分）

（2）250mL容量瓶  （2分）（未答“250mL”不给分）

（3）df （2分） （4）70%  （2分）Ⅲ. Fe5O6  （2分）

【解析】

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以及二氧化碳；

（2）氧元素的百分含量为：

Ⅱ．（1）通入过量的Cl2是为了将铁元素全部变为Fe3+，但是为了防止过量的氯气与KI反应，使测定结果偏高，所以要将溶液煮沸赶走溶液中溶解的过量的Cl2。

（2）步骤⑤是溶液的配制（稀释），可知该处应该用250ml的容量瓶。

（3）a．碘水、Fe3+均为黄色，滴定过程中颜色无明显变化，故a错。

b．2Fe3+ + 2I− = 2Fe2+ + I2，滴定一开始就生成I2，使淀粉溶液变蓝，无法指示终点。正确的指示剂应该为KSCN，颜色变化为血红色变为无色。故b错。

c．滴定管用蒸馏水洗涤后必需用待装液润洗后才能装液。故c错。

e．滴定时，左手控制滴定管，右手摇动锥形瓶。故e错。

f．滴定过程中，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化。故f错。

（4）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−1，所以铁元素的百分含量为：    

Ⅲ．因为，所以铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6

考点定位：本题是一道探究铁的氧化物和氢氧化物、测量物质的含量知识的一道综合考查题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．