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7.鐵礦石是工業煉鐵的主要原料之一,其主要成分為鐵的氧化物(設雜質中不含鐵元素和氧元素,且雜質不與H2SO4反應).某研究性學習小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學式進行探究.

Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測定
①按如圖組裝儀器,檢查裝置的氣密性;
②將5.0g鐵礦石放入硬質玻璃管中,裝置B、C中的藥品如圖所示(夾持儀器均省略);
③從左端導氣管口處不斷地緩緩通H2,待C裝置出口處H2驗純后,點燃A處酒精燈
④充分反應后,撤掉酒精燈,再持續通入氫氣至完全冷卻.
(1)裝置C的作用為防止空氣中的水蒸氣和CO2進入B中,影響測定結果.
(2)測的反應后裝置B增重1.35g,則鐵礦石中氧的百分含量為24%.
Ⅱ.(1)步驟④中煮沸的作用是趕走溶液中溶解的過量的Cl2
(2)步驟⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶.
(3)下列有關步驟⑥的操作中說法正確的是df.
a.因為碘水為黃色,所以滴定過程中不需加指示劑
b.滴定過程中可利用淀粉溶液作為指示劑
c.滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液
d.錐形瓶不需要用待測液潤洗
e.滴定過程中,眼睛注視滴定管中液面變化
f.滴定結束后,30s內溶液不恢復原來的顏色再讀數
(4)若滴定過程中消耗0.5000mol•L-1KI溶液20.00mL,則鐵礦石中鐵的百分含量為70%.
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為Fe5O6

分析 Ⅰ、(1)B中的堿石灰是吸收置換反應生成的水的,為了防止空氣成分對實驗的影響,要加一個裝置吸收空氣中的水以及二氧化碳;
(2)反應后裝置B增重1.35g,即氫氣和氧化鐵反應后固體質量的增加值,可以根據差量法來計算;
Ⅱ、(1)煮沸可以將水中的氣體趕走;
(2)根據稀釋液體和配制一定體積的溶液所選擇的儀器來回答;
(3)根據滴定試驗以及滴定過程中的實驗誤差分析知識來回答判斷;
(4)根據元素守恒和化學反應方程式進行計算;
Ⅲ、根據鐵元素質量分數和氧元素質量分數計算出鐵的氧化物的化學式.

解答 解:Ⅰ、(1)該實驗中,氫氣和氧化鐵反應生成金屬鐵和水,根據固體質量的變化來計算鐵的含量,B處的干燥管作用是吸收產生的水蒸氣,所以C裝置要防止防止空氣中的水蒸氣和CO2進入B中,影響測定結果,
故答案為:防止空氣中的水蒸氣和CO2進入B中,影響測定結果;
(2)測的反應后裝置B增重1.35g,根據反應的實質,增加的是水的質量,根據質量守恒定律,所以鐵礦石中氧的百分含量是:$\frac{\frac{1.35g}{18g/mol}×16g/mol}{5.0g}$×100%=24%,
故答案為:24%;
Ⅱ、(1)向鐵礦石中加入硫酸,化反應生成硫酸的鐵鹽溶液,還存在過量的硫酸溶液,加入過量的氯氣,煮沸后可以降低氯氣的溶解度,趕走溶液中溶解的過量的Cl2
故答案為:趕走溶液中溶解的過量的Cl2
(2)將原溶液稀釋到250mL,需要使用的玻璃儀器儀器有:燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶,還缺少250mL容量瓶,
故答案為:250mL容量瓶;
(3)a.碘水為黃色,三價鐵離子也是黃色溶液,滴定過程中需加指示劑,故a錯誤;
b.滴定過程中,三價鐵可以和碘離子發生反應生成亞鐵離子和碘單質,碘單質遇到淀粉溶液顯示藍色,不能確定是否達到滴定終點,故b錯誤;
c.滴定管用蒸餾水洗滌后必須用標準液潤洗,故c錯誤;
d.錐形瓶不需要用待測液潤洗,故d正確;
e.滴定過程中,眼睛注視錐形瓶中顏色的變化,故e錯誤;
f.滴定結束后,30s內溶液不恢復原來的顏色再讀數,故f正確.
故答案為:df;
(4)根據反應的方程式為2Fe3++2I-=2Fe2++I2可知,消耗的碘離子與鐵離子物質的量相等,n(Fe3+)=n(KI),即:0.4000mol•L-1×0.025L=c(Fe3+)×0.02L,解得c(Fe3+)=0.5mol•L-1,所以鐵元素的百分含量為:$\frac{0.5mol/L×0.25L×56g/mol}{10g}$×100%=70%,
故答案為:70%;
Ⅲ、鐵的質量分數是70%,氧元素的質量分數是24%,所以100g鐵礦石中,鐵元素的質量是70g,氧元素質量是24g,鐵元素和氧元素的物質的量比為:$\frac{70}{56}$:$\frac{24}{16}$=5:6,
鐵的氧化物的化學式為:Fe5O6
故答案為:Fe5O6

點評 本題考查了探究鐵礦石中氧元素和鐵元素的含量的方法,該題是高考中的常見題型,屬于中等難度的試題,側重對學生能力的培養和訓練,有利于培養學生規范嚴謹的實驗設計、操作能力;該類試題綜合性強,理論和實踐的聯系緊密,要求學生必須認真、細致的審題,聯系所學過的知識和技能,全面細致的思考才能得出正確的結論.

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