Question

某鐵礦廢料是由Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的幾種物質(zhì)組成．為測(cè)定其中鐵元素的含量，取20.0g樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

已知：向Z中滴加KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象；H₂體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得．請(qǐng)回答：
（1）分離X和Y的實(shí)驗(yàn)操作方法是

 

．
（2）向X中加入稀鹽酸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）下列說(shuō)法正確的是

 

（填字母）．
a．W能與稀鹽酸反應(yīng)
b．鐵礦廢料中一定含有Al₂O₃
c．向Z中滴加幾滴氯水，溶液變黃
（4）經(jīng)測(cè)定W為單質(zhì)，則鐵礦廢料中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）根據(jù)分離固液混合物的操作分析；
（2）X固體中含有Fe、Fe₂O₃，根據(jù)二者與鹽酸的反應(yīng)分析；
（3）a．X固體中含有Fe、Fe₂O₃，加鹽酸反應(yīng)后剩余的固體W為Fe；
b．根據(jù)題中信息不能確定被氫氧化鈉溶液溶解的物質(zhì)；
c．溶液Z為氯化亞鐵；
（4）設(shè)Fe₂O₃為xmol，F(xiàn)e為ymol，根據(jù)氫氣求出與鹽酸反應(yīng)的Fe，根據(jù)Fe₂O₃求出與Fe³⁺反應(yīng)的Fe，在加上W的質(zhì)量為Fe的質(zhì)量，再加上Fe₂O₃中Fe的質(zhì)量，則為Fe元素的總質(zhì)量，再求出鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）X為固體，Y為液體，分離固液混合物的操作為過(guò)濾，故答案為：過(guò)濾；
（2）某鐵礦廢料是由Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的幾種物質(zhì)組成，加氫氧化鈉溶液過(guò)濾得到固體X，則X中含有Fe、Fe₂O₃，二者與鹽酸反應(yīng)，F(xiàn)e與HCl反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃與HCl反應(yīng)生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與Fe反應(yīng)生成Fe²⁺，其離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）a．X固體中含有Fe、Fe₂O₃，加鹽酸反應(yīng)后剩余的固體W為Fe，則W能與稀鹽酸反應(yīng)，故a正確；
b．Al₂O₃、SiO₂均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以由題中信息不能確定被氫氧化鈉溶液溶解的物質(zhì)，即不能確定鐵礦廢料中是否含有Al₂O₃，故b錯(cuò)誤；
c．溶液Z為氯化亞鐵，滴加幾滴氯水會(huì)生成氯化鐵，溶液變黃色，故c正確；
故答案為：ac；
（4）設(shè)Fe₂O₃為xmol，F(xiàn)e為ymol，n（H₂）=

V

Vm

=0.008mol，
Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
x       2x                    
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
0.008mol     0.008mol
2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
 2x   x
則160x+56y=2.72g，0.008mol+x+

0.112

56

=y，
解得：x=0.01、y=0.02，
則鐵礦廢料中鐵元素總物質(zhì)的量為n（Fe）=0.01×2+0.02=0.04mol，m（Fe）=0.04mol×56g/mol=2.24g，
所以鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.24

20

×100%=11.2%；
故答案為：11.2%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離操作、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)含量的計(jì)算等，題目側(cè)重于考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力和計(jì)算能力，題目難度中等．