Question

（2008?南京二模）某研究性學(xué)習(xí)小組在用CO還原Fe₂O₃的實驗中，用磁鐵吸出生成的黑色粉末X，他們認為X不一定是Fe，若溫度不同、受熱不均時會生成Fe₃O₄，也能被磁鐵吸引．為探究X的成分，他們進行了如下實驗．
I．定性檢驗

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	取少量黑色粉末X放入試管1中，注入濃鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，溶液呈黃綠色；有少量氣泡產(chǎn)生
②	向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液出現(xiàn)血紅色
③	另取少量黑色粉末X放入試管2中，注入足量硫酸銅溶液，振蕩，靜置	有極少量紅色物質(zhì)析出，仍有較多黑色固體未溶解

（1）實驗②的目的是

檢驗是否存在Fe³⁺，確認Fe₃O₄的存在

．
（2）由上述實驗現(xiàn)象推斷，黑色粉末X的成分是

Fe₃O₄和Fe的混合物

（填化學(xué)式）．
II．定量測定


（1）操作Z是

過濾、洗滌

．圖2儀器中，在灼燒沉淀時必須用到的是

坩堝、泥三角

（填名稱）．
（2）寫出溶液Y中滴加H₂O₂溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O

．
（3）通過以上數(shù)據(jù)，得出2.376g黑色粉末X中各成分的物質(zhì)的量為

n（Fe）=0.001mol；n（Fe₃O₄）=0.01mol

．

Answer 1

分析：I．（1）Fe³⁺能使KSCN溶液呈現(xiàn)血紅色，這是Fe³⁺的特征反應(yīng)，以此確認Fe₃O₄的存在．
（2）通過①③可判斷Fe的存在．再通過Ⅰ可知黑色粉末為鐵與Fe₃O₄．
Ⅱ．（1）黑色粉末為鐵與Fe₃O₄，加入過量鹽酸可知生成含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液，再加足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入氨水生成Fe（OH）₃沉淀，操作Z為過濾；
灼燒沉淀所用的儀器為坩堝，坩堝下要墊上泥三角．
（2）雙氧水有氧化性，二價鐵離子有還原性，足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身含有為H₂O，據(jù)此寫出相應(yīng)的離子方程式．
（3）設(shè)Fe、Fe₃O₄的物質(zhì)的量分別為x mol與y mol，計算出2.480g紅棕色Fe₂O₃固體的物質(zhì)的量．根據(jù)Fe守恒，F(xiàn)e₃O₄和Fe的混合物2.376g，列方程組解得．

解答：解：I．（1）Fe³⁺能使KSCN溶液呈現(xiàn)血紅色，這是Fe³⁺的特征反應(yīng)，以此確認Fe₃O₄的存在．
故答案為：檢驗是否存在Fe³⁺，確認Fe₃O₄的存在
（2）鐵能和鹽酸反應(yīng)生成氣體，且鐵和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成紅色的銅，據(jù)此現(xiàn)象判斷存在鐵；Fe³⁺能使KSCN溶液呈現(xiàn)血紅色，這是Fe³⁺的特征反應(yīng)，據(jù)此判斷Fe₃O₄的存在．故黑色粉末X為Fe₃O₄和Fe的混合物．
故答案為：Fe₃O₄和Fe的混合物
Ⅱ．（1）黑色粉末為鐵與Fe₃O₄，加入過量鹽酸可知生成含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液，再加足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加入氨水生成Fe（OH）₃沉淀，操作Z為過濾、洗滌；
灼燒沉淀所用的儀器為坩堝，坩堝下要墊上泥三角．
故答案為：過濾、洗滌；坩堝、泥三角
（2）雙氧水有氧化性，二價鐵離子有還原性，足量H₂O₂溶液，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身含有為H₂O，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O．
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O
（3）設(shè)Fe、Fe₃O₄的物質(zhì)的量分別為x mol與y mol，
2.480g紅棕色Fe₂O₃固體的物質(zhì)的量為

2.480g

160g/mol

=0.0155mol，
根據(jù)Fe守恒得，x+3y=0.0155×2  ①
由Fe₃O₄和Fe的混合物2.376g得，56x+232y=2.376   ②
聯(lián)立方程解得，x=0.001；y=0.01
故答案為：n（Fe）=0.001mol；n（Fe₃O₄）=0.01mol

點評：本題考查了分離提純等化學(xué)實驗基本操作、物質(zhì)的鑒別等基本原理以及定量計算測定等，對知識綜合運用，考查思維能力，難度較大，清楚實驗原理、思路．