Question

1．硬質玻璃管是化學實驗中經常使用的一種儀器，請分析下列實驗（固定裝置略）并回答問題．
Ⅰ、進行微量實驗：如圖所示，將濃硫酸滴入裝有Na₂SO₃固體的培養皿一段時間后，a、b、c三個棉球變化如下表．請填寫表中的空白：

棉球	棉球上滴加的試劑	實驗現象	解釋和結論
a	品紅試液	棉球變白，微熱后又恢復紅色	SO2具有漂白性，且為暫時性漂白
b	含酚酞的NaOH溶液	棉球變為白色	離子方程式：2OHˉ+SO2 =SO32ˉ+H2O或OHˉ+SO2=HSO3ˉ
c	含淀粉的碘水	棉球變為白色	該氣體具有還原性 （選填“氧化性”或“還原性”）

Ⅱ、硬質玻璃管與其它裝置結合完成定性或定量實驗．圖是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的裝置．

實驗一：鐵礦石中含氧量的測定
（1）按上圖組裝儀器（夾持儀器均省略），檢查裝置的氣密性；
（2）將10.0g鐵礦石放入硬質玻璃管中；
（3）從左端導氣管口處不斷地緩緩通入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．
（5）測得反應后裝置B增重2.70g，則鐵礦石中氧的質量分數為24%．
實驗二：鐵礦石中含鐵量的測定

（1）步驟②和⑤中都要用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒．
（2）下列有關步驟⑥的操作中說法不正確的是bc．
a．滴定管用蒸餾水洗滌后再用待裝液潤洗
b．錐形瓶需要用待測液潤洗
c．因為碘水為黃色，所以滴定過程中不需加指示劑
實驗結論：推算鐵的氧化物的組成，由實驗一、二得出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為Fe₅O₆．

Answer 1

分析 I．a二氧化硫具有漂白性，但其漂白性不穩定，加熱時會恢復為原來的顏色；
b．二氧化硫屬于酸性氧化物，能和強堿反應生成鹽和水；
c．二氧化硫具有還原性，能和碘發生氧化還原反應；
II．實驗一：鐵礦石中含氧量的測定
（3）在氫氣還原金屬氧化物時，在點燃酒精燈前要驗純；
（5）反應后裝置B增重2.7g，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；
實驗二：（1）根據過濾、稀釋液體和配制一定體積的溶液所選擇的儀器來回答；
（2）根據滴定實驗以及滴定過程中的實驗誤差分析知識判斷；
根據碘元素計算鐵元素的質量分數，再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．a．紅色棉球變白，微熱后又恢復紅色，說明二氧化硫使品紅溶液褪色，則棉球上滴有品紅溶液，該實驗說明二氧化硫具有漂白性，但其漂白性不穩定，
故填：品紅溶液；二氧化硫具有漂白性，為暫時性漂白；
b．二氧化硫屬于酸性氧化物，能和NaOH溶液反應生成亞硫酸鈉和水或亞硫酸氫鈉，導致溶液堿性減弱，所以棉球變為白色，離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O或OHˉ+SO₂=HSO₃ˉ
故填：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O或OHˉ+SO₂=HSO₃ˉ；
c．碘遇淀粉試液變藍色，二氧化硫具有還原性，碘具有氧化性，二者反應生成氫碘酸和硫酸，所以棉球變為白色，離子方程式為：SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-，該實驗說明二氧化硫具有還原性，
故填：含淀粉的碘水；還原性；
故答案為：

棉球	棉球上滴加的試劑	現象	解釋和結論
a	品紅試液		SO2具有漂白性，且為暫時性漂白
b			2OHˉ+SO2 =SO32ˉ+H2O或OHˉ+SO2=HSO3ˉ
c	含淀粉的碘水		還原性

Ⅱ、實驗一：
（3）氫氣中混有氧氣時點燃會產生爆炸，為防止安全事故發生，待C裝置出口處H₂驗純后，點燃A處酒精燈，
故答案為：待C裝置出口處H₂驗純；
（5）測的反應后裝置B增重2.70g，根據反應的實質，增加的是氧元素的質量，所以氧元素的質量分數是：$\frac{{\frac{2.70}{18}×16}}{10.0}$×100%=24%，
故答案為：24%；
實驗二：（1）過濾需要的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒，若稀釋到250mL時采用的儀器有：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、250mL容量瓶，則兩個過程都需要的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒，
故答案為：燒杯、玻璃棒；
（2）a．滴定管用蒸餾水洗滌后再用待裝液潤洗，否則會導致測量結果偏大，故a正確；
b．錐形瓶不需要用待測液潤洗，如果潤洗，會導致測量結果偏大，故b錯誤；
c．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c錯誤；
故選bc；
由實驗一，n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol
H₂～H₂O～O
0.15mol     0.15mol
由實驗二，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂    
         Fe³⁺～～～I^-
 0.5×0.02   0.5×0.02
n（Fe³⁺）=0.5mol/L×0.25L=0.125mol
   Fe³⁺～～～～Fe．
0.125mol  0.125mol
所以n（Fe）：n（O）=0.125mol：0.15mol=5：6
鐵的氧化物的化學式為：Fe₅O₆，
故答案為：bc；Fe₅O₆．

點評 本題考查了探究鐵礦石中鐵和氧元素的含量、二氧化硫的性質，二氧化硫具有還原性、氧化性、漂白性，根據二氧化硫的這幾個性質分析解答；鐵礦石中成分及其含量的測定中，根據物質的形成從整體上把握知識點，同時考查學生分析問題、解決問題的能力，題目難度中等．