Question

14．用如圖所示裝置測(cè)定Fe和Fe₂O₃的混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（夾持部分已略去）．稱取Wg樣品置于錐形瓶中，通過分液漏斗加入足量稀硫酸使樣品完全溶解．實(shí)驗(yàn)前量氣管起始讀數(shù)為amL，實(shí)驗(yàn)后量氣管的最終讀數(shù)為bmL．請(qǐng)回答下列問題：
（1）按如圖完成裝置連接，開始實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性．具體方法是將導(dǎo)氣管插到液面以下，用雙手握住錐形瓶外壁（或用熱毛巾加熱試管），導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，則說明氣密性良好，無氣泡則說明漏氣或松開雙手，看導(dǎo)管口能否形成一段水柱，若形成一段水柱，則裝置的氣密性良好，否則說明漏氣．
（2）寫出錐形瓶中發(fā)生化合反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，錐形瓶內(nèi)溶液中存在的金屬離子有哪些可能？請(qǐng)根據(jù)選項(xiàng)進(jìn)行填空（表格不一定填完）：
A．鹽酸  B．KSCN溶液  C．酸性KMnO₄溶液   D．H₂O₂溶液

序號(hào)	溶液中可能存在的金屬離子	選擇最少種數(shù)的試劑，驗(yàn)證該假設(shè)（填字母）
①
②
③

（4）實(shí)驗(yàn)中要對(duì)量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫；②上下調(diào)節(jié)右管，使右管液面高度與測(cè)量氣管中液面高度平齊；③視線與凹液面最低處相平．
（5）若樣品與足量稀硫酸反應(yīng)后滴入KSCN溶液不顯紅色且量氣管讀數(shù)b＞a（該實(shí)驗(yàn)條件下  的氣體摩爾體積為V_m）．下列有關(guān)單質(zhì)鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算過程是否正確？否（填“是”或“否”），理由是混合物中Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺可進(jìn)一步消耗鐵單質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）完成裝置連接，開始實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性；裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是：通過氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；
（2）錐形瓶中發(fā)生的反應(yīng)有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe ³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺和Fe+2H⁺=Fe ²⁺+H₂↑，其中化合反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）根據(jù)題意可知，錐形瓶內(nèi)溶液中存在的金屬離子只有以下兩種情況：一是只含F(xiàn)e²⁺，檢驗(yàn)溶液中只含F(xiàn)e²⁺時(shí)，選用KSCN溶液，其現(xiàn)象是溶液不變紅色．二是既含F(xiàn)e²⁺又含F(xiàn)e³⁺，檢驗(yàn)時(shí)取兩份少量的該溶液，向一份溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明含F(xiàn)e³⁺；向另一份溶液中滴加酸性KMnO₄溶液，紫色褪去，說明含F(xiàn)e²⁺；
（4）測(cè)定氣體體積時(shí)要注意壓強(qiáng)對(duì)氣體體積的影響，若液面左高右低，會(huì)造成右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)偏大，氣體體積偏小，上下調(diào)節(jié)右管，使右管液面高度與測(cè)量氣管中液面高度平齊；
（5）混合物中Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺可進(jìn)一步消耗鐵單質(zhì)．

解答 解：（1）完成裝置連接，開始實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性；一般對(duì)瓶內(nèi)氣體加熱，然后看有無氣泡冒出或冷卻后看導(dǎo)管口是否形成一段水柱；
故答案為：檢查裝置的氣密性；將導(dǎo)氣管插到液面以下，用雙手握住錐形瓶外壁（或用熱毛巾加熱試管），導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，則說明氣密性良好，無氣泡則說明漏氣或松開雙手，看導(dǎo)管口能否形成一段水柱，若形成一段水柱，則裝置的氣密性良好，否則說明漏氣；
（2）錐形瓶中發(fā)生的反應(yīng)有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe ³⁺+3H₂O、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺和Fe+2H⁺=Fe ²⁺+H₂↑，其中2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺屬于化合反應(yīng)；
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）根據(jù)題意可知，錐形瓶內(nèi)溶液中存在的金屬離子只有以下兩種情況：一是只含F(xiàn)e²⁺，檢驗(yàn)溶液中只含F(xiàn)e²⁺時(shí)，選用KSCN溶液，其現(xiàn)象是溶液不變紅色．二是既含F(xiàn)e²⁺又含F(xiàn)e³⁺，檢驗(yàn)時(shí)取兩份少量的該溶液，向一份溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明含F(xiàn)e³⁺；向另一份溶液中滴加酸性KMnO₄溶液，紫色褪去，說明含F(xiàn)e²⁺，故答案為：

序號(hào)	溶液中可能存在 的金屬離子	選擇最少種數(shù)的試劑，驗(yàn)證該 假設(shè)（填字母）
①	只有Fe 2+	B
②	既有Fe 3+又有Fe 2+；	BC
③

（4）讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：
①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫；②上下調(diào)節(jié)右管，使右管液面高度與測(cè)量氣管中液面高度平齊；③視線與凹液面最低處相平；
故答案為：上下調(diào)節(jié)右管，使右管液面高度與測(cè)量氣管中液面高度平齊；
（5）該計(jì)算過程不正確，忽視了錐形瓶中的反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，混合物中Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺可進(jìn)一步消耗鐵單質(zhì)；
故答案為：否；混合物中Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺可進(jìn)一步消耗鐵單質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的分析判斷，實(shí)驗(yàn)過程分析，氣體體積的量取方法和正確讀數(shù)的步驟分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．