Question

鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物（雜質(zhì)中不含鐵元素，且雜質(zhì)不與H₂、H₂SO₄反應(yīng)）．某研究性學(xué)習(xí)小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進行探究．
Ⅰ．鐵礦石中含氧量的測定

實驗結(jié)果：將5.0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中完全反應(yīng)，測得裝置B增重1.35g．
Ⅱ．鐵礦石中含鐵量的測定

Ⅲ．問題討論與解決：
（1）如要驗證濾液A中鐵元素的存在形式，可另取兩份濾液A分別進行實驗，實驗方法、現(xiàn)象與結(jié)論如下表．請將其補充完整．
可供選擇的試劑有：酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水

實驗方法	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：在濾液A中加入		濾液A中有Fe3+
步驟2：在濾液A中加入		濾液A中有Fe2+

（2）步驟④中煮沸的作用是：

 

；
（3）步驟③中反應(yīng)的離子方程式為：

 

；
（4）請通過實驗Ⅰ、Ⅱ計算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式

 

．（寫出計算過程）

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）Fe³⁺可以使KSCN溶液變紅色，F(xiàn)e²⁺具有還原性，可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
（2）濾液A中通入過量的氯氣，步驟④中煮沸除去濾液A中過量的Cl₂，防止在步驟⑥中與KI反應(yīng)；
（3）步驟③通入氯氣，氯氣將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為氯離子；
（4）Ⅰ中裝置B增重1.35g為生成水的質(zhì)量，根據(jù)氧元素守恒5g礦石中計算n（O），Ⅱ中步驟⑥發(fā)生2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，根據(jù)消耗KI溶液體積計算n（Fe³⁺），根據(jù)Fe元素守恒計算10g礦石中n（Fe），據(jù)此確定氧化物化學(xué)式．

解答： 解：（1）步驟1：在濾液A中加入KSCN溶液，若溶液變紅色，濾液A中有Fe³⁺，
步驟2：在濾液A中加入酸性KMnO₄，酸性高錳酸鉀溶液紫色褪去，濾液A中有Fe²⁺，
故答案為：

實驗方法	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：KSCN溶液	溶液變紅色	濾液A中有Fe3+
步驟2：酸性KMnO4	酸性高錳酸鉀溶液紫色褪去	濾液A中有Fe2+

；
（2）濾液A中通入過量的氯氣，步驟④中煮沸除去濾液A中過量的Cl₂，防止在步驟⑥中與KI反應(yīng)，最終影響Fe元素物質(zhì)的量的測定，
故答案為：除去濾液A中過量的Cl₂；
（3）步驟③通入氯氣，氯氣將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為氯離子，反應(yīng)離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）Ⅰ中裝置B增重1.35g為生成水的質(zhì)量，根據(jù)氧元素守恒，5g礦石中n（O）=n（H₂O）=

1.35g

18g/mol

=0.075mol，10g礦石中n（O）=0.15mol，
Ⅱ中步驟⑥發(fā)生2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，n（Fe³⁺）=0.02L×0.5mol/L×

250mL

20mL

=0.125mol，故10礦石中n（Fe）=n（Fe³⁺）=0.125mol，
故n（Fe）：n（O）=0.125mol：0.15mol=5：6，即化學(xué)式為：Fe₅O₆，
故答案為：Fe₅O₆．

點評：本題考查探究物質(zhì)組成及含量測定，是高考中的常見題型，題目難度中等，理解測定原理是關(guān)鍵，側(cè)重對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)．