问题详情:
某研究*学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、*质及再利用”实验探 究,并共同回答下列问题:
探究一:设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略).
(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为:________________________________.。
(2)反应前 A 中投放碎瓷片的目的是___________________.。
(3)装置 E 中的现象是_______________________。 探究二:设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管 B 中黑*固体的成分。
(4)待硬质玻璃管 B 冷却后,取少许其中的固体物质溶于___________________后,将所得溶液分成两份。
(5)一份滴加几滴 KSCN 溶液。若溶液变血红*,推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为______________________(选 填序号,下同);若溶液未变血红*,推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为__________________________________。
①一定有 Fe3O4 ②一定有 Fe ③只有 Fe3O4 ④只有 Fe
(6)另一份用_____(填仪器名称)加入_____(填试剂和现象),可以 *溶液中存在 Fe2+。
探究三:设计如下流程测定反应后硬质玻璃管 B 中固体含铁元素的质量分数。
(7)试剂 b 的化学式是_____。
(8)计算反应后 B 装置中铁元素的质量分数为_____。
【回答】
【*】(1)
(2)防止暴沸
(3)黑*固体变红,右端管壁有水珠
(4)稀硫* (5)① ②
(6)胶头滴管 **KMnO4溶液,溶液褪*
(7)NaOH (8)77.8%
【解析】
【探究一】(1)Fe与水反应的化学方程式为:
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
(2)碎瓷片的作用是防止暴沸。
(3)装置E中发生反应:H2+CuOCu+H2O,现象是:黑*固体变红,右端管壁有水珠。
【探究二】在验*反应后黑*固体的成分时,检验Fe3+,最佳试剂为KSCN溶液;在确定存在Fe3+时,检验Fe2+,可用**KMnO4溶液。由于**KMnO4溶液与盐*发生反应,所以在溶解反应后的黑*固体时,不能用盐*,也不能用**(因为HNO3可氧化Fe2+),可用稀硫*。
【探究三】由“红棕*固体”知,该物质为Fe2O3,则和NaCl及过量,所以试剂b为NaOH溶液。m(Fe2O3)="32" g,则n(Fe2O3)="0.2" mol,则n(Fe)="0.4" mol,则反应后B装置中铁元素的质量分数为:×100%≈77.8%。
25.在2 L硫*铜和硫*铁的混合溶液中,加入30 g铁粉,最后得到2 L 0.25 mol·L-1的硫*亚铁溶液及26 g固体沉淀物。分别求原混合溶液中硫*铁和硫*铜的物质的量浓度。
【*】硫*铁、硫*铜的物质的量浓度分别为0.05 mol·L-1和0.1 mol·L-1
【解析】
【分析】
因氧化*Fe3+>Cu2+,则加入铁粉,先发生Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,后发生Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,最后得FeSO4溶液,则Fe2(SO4)3和CuSO4都完全反应,据此解答。
【详解】设原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为xmol、ymol,则根据方程式可知
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
xmol xmol 3xmol
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
ymol ymol ymol ymol
由FeSO4物质的量及最后固体质量可得:①3x+y=0.25×2、②30-56(x+y)+64y=26,联立①②解得:x=0.1,y=0.2,故原混合溶液Fe2(SO4)3的物质的量浓度为0.1mol÷2L=0.05mol/L,CuSO4的物质的量浓度为0.2mol÷2L=0.1mol/L。
【点睛】本题考查根据化学反应方程式的计算,题目难度不大,明确反应的先后顺序结合题目信息判断Fe2(SO4)3和CuSO4完全反应是解答本题的关键。
知识点:铁和铁的化合物
题型:实验,探究题