Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組將高錳酸鉀粉末與一定量鐵粉混合隔絕空氣加熱，并在實驗結(jié)束后對所得產(chǎn)物中不溶于水的黑色粉末X進(jìn)行探究。

（探究目的）分析黑色粉末X的組成，并進(jìn)行相關(guān)實驗。

（猜想與假設(shè)）該黑色粉末可能含有鐵粉、二氧化錳、四氧化三鐵中的一種或幾種。

（初步認(rèn)證）將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引。

（初步結(jié)論）黑色粉末中_______含有MnO2，；_______含有Fe；________含有Fe3O4(填“一定”、“可能”或“一定不”)。

（定性檢驗）

實驗步驟	實驗操作	實驗現(xiàn)象
步驟一	取少量黑色粉末于試管中，加足量稀硫酸，微熱	黑色粉末部分溶解，無氣泡產(chǎn)生
步驟二	將步驟一反應(yīng)后試管中的物質(zhì)過濾，向濾液中滴加幾滴KSCN 溶液，振蕩	溶液呈現(xiàn)紅色
步驟三	取步驟二所得濾渣于試管中，加足量濃鹽酸，加熱	濾渣全部溶解，有黃綠色氣體產(chǎn)生

步驟三中產(chǎn)生氣體的離子方程式為___________________________________________。

（定量檢驗）

①操作Z的名稱是__________，下圖的儀器中，在灼燒沉淀時必須用到的是____________(填字母)。

②有同學(xué)認(rèn)為：上述流程若不加入H2O2，其它步驟不變，只要在空氣中充分放置仍可達(dá)到目的。他的理由是(用化學(xué)方程式表示)__________________________________________。

③通過以上數(shù)據(jù)，得出4.116 g黑色粉末X中各成分的物質(zhì)的量為_________________。

Answer 1

【答案】一定 可能 一定 過濾 CDEF 0.01 mol Fe3O4、0.02 mol MnO2

【解析】

鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引，高錳酸鉀和鐵粉反應(yīng)，根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物中肯定含有二氧化錳，根據(jù)氧化還原規(guī)律，鐵的化合價肯定升高，故肯定含有四氧化三鐵，鐵粉可能有剩余；步驟三中加入濃鹽酸加熱產(chǎn)生了氯氣，是二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生了氯化錳、氯氣、水；①根據(jù)流程圖，操作Z分離出了沉淀，故操作Z是過濾；灼燒沉淀時需要用到坩堝、泥三角、三腳架、酒精燈等；②加入的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，氧氣也能起到這種作用；③根據(jù)定性檢驗可知黑色固體中不含鐵粉，只含有二氧化錳和四氧化三鐵，二氧化錳和硫酸不反應(yīng)，四氧化三鐵溶于硫酸，故1.74g沉淀是二氧化錳；四氧化三鐵的質(zhì)量為。

鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引，高錳酸鉀和鐵粉反應(yīng)，根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物中肯定含有二氧化錳，根據(jù)氧化還原規(guī)律，鐵的化合價肯定升高，故肯定含有四氧化三鐵，鐵粉可能有剩余；

故答案為：一定；可能；一定；

步驟三中加入濃鹽酸加熱產(chǎn)生了氯氣，是二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生了氯化錳、氯氣、水，離子方程式為：；

故答案為：；

①根據(jù)流程圖，操作Z分離出了沉淀，故操作Z是過濾；灼燒沉淀時需要用到坩堝、泥三角、三腳架、酒精燈等；

答案為：過濾；CDEF；

②加入的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，氧氣也能起到這種作用，方程式為：；

故答案為：；

③根據(jù)定性檢驗可知黑色固體中不含鐵粉，只含有二氧化錳和四氧化三鐵，二氧化錳和硫酸不反應(yīng)，四氧化三鐵溶于硫酸，故1.74g沉淀是二氧化錳，物質(zhì)的量為：；四氧化三鐵的質(zhì)量為，物質(zhì)的量為：；

故答案為：0.01 mol、0.02 mol 。