菱鐵礦和赤鐵礦一樣,也是工業上冶煉鐵的一種礦物。某種菱鐵礦中鐵元素的主要存在形式是鹼式碳*亞鐵,為測定鹼式碳*...
問題詳情:
菱鐵礦和赤鐵礦一樣,也是工業上冶煉鐵的一種礦物。某種菱鐵礦中鐵元素的主要存在形式是鹼式碳*亞鐵,為測定鹼式碳*亞鐵的組成,華雪同在老師的指導下設計瞭如圖實驗裝置:
(查閱資料)
a.鹼式碳*亞鐵受熱會完全分解生成FeO、CO2以H2O。
b.FeO是一種黑*粉末,它不穩定,在空氣中加熱,可被氧化成四氧化三鐵。
c.鹼石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O
(實驗步驟)
(1)檢查裝置的_____後,準備稱取3.40g鹼式碳*亞鐵粉末放在裝置B中,連線儀器。
(2)_____,鼓入一段時間空氣,準確稱量裝置C、D、E的質量。
(3)關閉*簧夾K,加熱裝置B至裝置C中導管末端無氣泡冒出,再開啟*簧夾K,緩緩通空氣一段時間,這樣*作的目的是_____。
(4)再次準確稱量裝置C、D、E的質量,所得資料如下
裝置C/g | 裝置D/g | 裝置E/g | |
加熱前 | 200.00 | 180.00 | 180.00 |
加熱後 | 200.36 | 180.88 | 180.00 |
(5)分析圖、表中資料可知:3.40g鹼式碳*亞鐵受熱分解過程中生成H2O的質量為_____g,CO2的質量為_____g,裝置E的作用是_____。
(實驗結論)
在xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O中,*原子與氧原子的個數之比為_____。
(實驗反思)
(1)裝置A的作用是_____。
(2)實驗結束後,裝置B中的殘留固體可能全部是FeO.也可能全部是Fe3O4.還可能是_____。
(3)為了得到裝置B中殘留固體的組成,華雪同學稱得裝置B中殘留固體質量為2.24g後,通過計算可知:殘留固體的組成及各成分的質量為_____。
【回答】
氣密* 開啟*簧夾K 使B中分解生成的二氧化碳和水蒸氣全部被D、C裝置吸收 0.36 0.88 防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳被D裝置吸收 4:9 除去空氣中的水和二氧化碳 FeO、Fe3O4 FeO和Fe3O4質量分別為1.08g和1.16g
【詳解】
【實驗步驟】
(1)檢查裝置的氣密*後,準備稱取3.40g鹼式碳*亞鐵粉末放在裝置B中,連線儀器。故填:氣密*
(2)開啟*簧夾K,鼓入一段時間空氣,準確稱量裝置C、D、E的質量。故填:開啟*簧夾K
(3)關閉*簧夾K,加熱裝置B至裝置C中導管末端無氣泡冒出,再開啟*簧夾K,緩緩通空氣一段時間,這樣*作的目的是使B中分解生成的二氧化碳和水蒸氣全部被D、C裝置吸收;故填:使B中分解生成的二氧化碳和水蒸氣全部被D、C裝置吸收
(5)分析表中資料可知:3.40g鹼式碳*亞鐵受熱分解過程中生成H2O的質量為:200.36g﹣200.00g=0.36g,CO2的質量為:180.88g﹣180.00g=0.88g,裝置E的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳被D裝置吸收。故填:0.36;0.88;防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳被D裝置吸收。
【實驗結論】
在xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O中,*元素質量:,氧元素質量:(0.36g﹣0.04g)+0.88g×+(3.40g﹣0.36g﹣0.88g)×=1.44g,*原子與氧原子的個數之比為:。故填:4:9
【實驗反思】
(1)裝置A的作用是除去空氣中的水和二氧化碳。故填:除去空氣中的水和二氧化碳
(2)實驗結束後,裝置B中的殘留固體可能全部是FeO,也可能全部是Fe3O4.還可能是FeO、Fe3O4。故填:FeO、Fe3O4
(3)如果殘留固體是氧化亞鐵,則氧化亞鐵質量:3.40g﹣0.36g﹣0.88g=2.16g,如果殘留固體是四氧化三鐵,則四氧化三鐵質量:,稱得裝置B中殘留固體質量為2.24g,大於2.16g,小於2.32g,通過計算可知:殘留固體是氧化亞鐵和四氧化三鐵的混合物;假設全為氧化亞鐵,則質量少了2.24g-2.16g=0.08g,根據氧化鐵和氧化亞鐵的化學式的差異。
可知多出來的質量是一個氧原子的質量,由這個氧原子的質量求出四氧化三鐵的質量:,則氧化亞鐵的質量:2.24g﹣1.16g=1.08g,故填:FeO和Fe3O4質量分別為1.08g和1.16g
【點睛】
本題主要考查物質的*質,解答時要根據各種物質的*質,結合各方面條件進行分析、判斷,從而得出正確的結論。
知識點:金屬資源的利用和保護
題型:科學探究題
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