Question

鐵觸媒（鐵的氧化物）是硫酸工業(yè)的催化劑．某同學設計了以下兩種方案研究鐵觸媒的組成．
方案一：用下列裝置測定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成．

方案二：用下列實驗方法測定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成．

（1）步驟④中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和

 

．
（2）因為通入Cl₂不足量，“溶液B”中還含有

 

會影響測定結果．
（3）因為通入Cl₂過量且加熱煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂．請設計實驗方案檢驗Cl₂，完成下列實驗報告．
限選試劑：0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊試液、品紅稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL?L^-1KSCN溶液

實驗操作	實驗現(xiàn)象與結論

（4）“干燥管C”的作用是

 

．
（5）稱取15.2g鐵觸媒進行上述實驗．充分反應后，測得“干燥管B”增重11.0g，則該鐵觸媒的化學式可表示為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數據處理題

分析：（1）容量瓶是一種玻璃定容儀器；
（2）氯氣具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，鐵觸媒和硫酸以及氯氣反應的產物來回答；
（3）根據氯氣的性質：能使石蕊試液先變紅后退色來檢驗氯氣的存在；
（4）一氧化碳可以和鐵的氧化物之間發(fā)生反應，得到氣體產物二氧化碳，干燥管B可以吸收生成的二氧化碳，但是要排除空氣的干擾，據此來回答；
（5）根據一氧化碳和鐵的氧化物之間發(fā)生的反應，“干燥管B”增重11.0g即為生成的二氧化碳的質量來回答．

解答： 解：（1）將溶液稀釋為250mL，可以采用定容儀器容量瓶，故答案為：250mL容量瓶；
（2）通入Cl₂的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，氯氣量不足時，“溶液B”中會含有亞鐵離子，即FeCl₂或者FeSO₄，故答案為：FeCl₂或者FeSO₄或者Fe²⁺；
（3）氯氣的性質：能使石蕊試液先變紅后退色，向溶液B中加入石蕊試液，如果石蕊試液顯紅色，后紅色褪去，這是氯水的性質，證明含有氯氣，若溶液變紅后不褪色，溶液B不含有Cl₂，故答案為：

實驗操作	預期現(xiàn)象和結論
取適量溶液B于試管中，滴加2-3滴紫色石蕊試液，振蕩，觀察現(xiàn)象．	若溶液顯紅色，后紅色褪去，則溶液B中含Cl2； 若溶液變紅后不褪色，則溶液B不含有Cl2

（4）一氧化碳可以和鐵的氧化物之間發(fā)生反應，得到氣體產物二氧化碳，干燥管B可以吸收生成的二氧化碳，測定二氧化碳的量可以獲得鐵觸媒的量，但是要排除空氣成份的干擾，所以C的作用是：防止空氣中的CO₂和水蒸氣進入B中，故答案為：防止空氣中的CO₂和水蒸氣進入B中；
（5）根據實驗方案一的原理，15.2g鐵觸媒充分反應生成二氧化碳的質量是11.0g，設發(fā)生的反應為：
yCO+Fe_xO_y

加熱  .

xFe+yCO₂，
     1             y
   

15.2

56x+16y

     

11

44

  
即

15.2y

56x+16y

=

1

4

，解得x：y=4：5，
所以氧化物的化學式為：Fe₄O₅或2FeO?Fe₂O₃，故答案為：Fe₄O₅或2FeO?Fe₂O₃．

點評：本題是一道考查學生物質的含量和組成的綜合知識考查題，涉及氯氣的性質、一氧化碳和鐵的氧化物之間的反應等知識，綜合性強，難度大．