Question

（16分）某研究性學(xué)習(xí)小組在用CO還原Fe₂O₃的實驗中，用磁鐵吸出生成的黑色粉末X，他們認為X不一定是Fe，因溫度不同、受熱不均時會生成Fe₃O₄且也能被磁鐵吸引。為探究X的組成，他們進行了如下實驗。

Ⅰ．定性檢驗

實驗編號	實 驗 操 作	實 驗 現(xiàn) 象
①	取少量黑色粉末X放入試管1中，注入適量稀鹽酸，微熱。	黑色粉末逐漸溶解，有無色氣體逸出。
②	向試管1所得溶液中滴加幾滴 KSCN溶液，振蕩。	溶液未出現(xiàn)血紅色

（1）由上述實驗現(xiàn)象推斷，黑色粉末X的成分中是否一定不含F(xiàn)e₃O₄？_{____}（填“是”或“否”）。

（2）實驗①中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程是         ，            ，             。

Ⅱ．定量測定

（3）操作Z是                 。在灼燒沉淀時必須用到的下列儀器的名稱是____________________________。

（4）通過以上數(shù)據(jù)，得出3.44g黑色粉末X中各成分的物質(zhì)的量為：______、______。

 

Answer 1

【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）過濾，洗滌（2分）；  坩堝、泥三角（2分）。

（4）n（Fe₃O₄）= 0.0100 mol （2分）   n（Fe）= 0.0200 mol（2分）

                               （無保留3位有效數(shù)字每空得1分）

【解析】（1）由于在單質(zhì)鐵的存在下，鐵離子是不可能存在的，所以不能確定是否含有四氧化三鐵。

（2）有無色氣體逸出，說明含有單質(zhì)鐵，反應(yīng)的方程式是Fe + 2H⁺ == Fe²⁺  + H₂↑；又因為還可能存在四氧化三鐵，所以還可能發(fā)生的反應(yīng)是Fe₃O₄ + 8H⁺ ==Fe²⁺  + 2Fe³⁺ + 4H₂O、2Fe³⁺ + Fe === 3Fe²⁺。

（3）沉淀從溶液中分離出的方法是過濾，且在過濾之后還必需洗滌；固體的灼燒需要坩堝，而坩堝需要放在三腳架的泥三角上。

（4）設(shè)混合物中四氧化三鐵和鐵的物質(zhì)的量分別是x和y。由于最終得到的是氧化鐵，所以應(yīng)該有232x＋56y＝3.44、（3x＋y）×160＝4.00，解得x＝0.0100 mol，y＝0.0200 mol，即鐵是0.0200 mol，四氧化三鐵是0.0100 mol。