Question

【題目】硫酸亞鐵溶液和過(guò)量碳酸氫銨溶液混合，過(guò)濾、洗滌、干燥得到碳酸亞鐵，在空氣中灼燒碳酸亞鐵得到鐵的氧化物M。利用滴定法測(cè)定M的化學(xué)式，其步驟如下：

①稱取3.92g樣品M溶于足量鹽酸，并配成100mL溶液A。

②取20.00mL溶液A于錐形瓶中，滴加KSCN溶液，溶液變紅色；再滴加雙氧水至紅色剛好褪去，同時(shí)產(chǎn)生氣泡。

③待氣泡消失后，用1.0000 mol·L－1 KI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的Fe3＋，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗KI標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL。

(1)實(shí)驗(yàn)中必需的定量?jī)x器有量筒、電子天平、____________和____________。

(2)在滴定之前必須進(jìn)行的操作包括用標(biāo)準(zhǔn)KI溶液潤(rùn)洗滴定管、__________、___________。

(3)步驟②中“氣泡”有多種可能，完成下列猜想：

①提出假設(shè)：

假設(shè)1：氣泡可能是SCN－的反應(yīng)產(chǎn)物N2、CO2、SO2或N2，CO2。

假設(shè)2：氣泡可能是H2O2的反應(yīng)產(chǎn)物____________，理由___________。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)1：

試管Y中的試劑是_______。

(4)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，寫出硫酸亞鐵溶液和過(guò)量碳酸氫銨溶液混合制備碳酸亞鐵的離子方程式_____。

(5)根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算，M的化學(xué)式為_______。

(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出碳酸亞鐵在空氣中灼燒的化學(xué)方程式________。

Answer 1

【答案】100mL容量瓶 滴定管 排出玻璃尖嘴的氣泡 調(diào)節(jié)液面至0刻度線或0刻度線以下某一刻度 O2 H2O2在催化劑作用下分解產(chǎn)生O2 澄清石灰水 Fe2+ + 2HCO3- =FeCO3↓+CO2↑+H2O Fe5O7 5FeCO3+O2 Fe5O7+5CO2

【解析】

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作選擇缺少的定量?jī)x器，該實(shí)驗(yàn)第①步為配制100mL溶液，第③步為滴定實(shí)驗(yàn)，據(jù)此分析判斷；

(2)根據(jù)滴定管的使用方法進(jìn)行解答；

(3)①過(guò)氧化氫在鐵離子催化作用下分解生成氧氣；
②氣泡可能是SCN-的反應(yīng)產(chǎn)物N2、CO2、SO2或N2、CO2，可以利用二氧化碳通入石灰水變渾濁判斷；

(4)硫酸亞鐵溶液和過(guò)量碳酸氫銨溶液混合反應(yīng)生成碳酸亞鐵、二氧化碳和水；

(5)利用反應(yīng)2I-+2Fe3+=2Fe2++I2的定量關(guān)系計(jì)算鐵元素物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算氧元素物質(zhì)的量，從而確定化學(xué)式；

(6)碳酸亞鐵在空氣中灼燒生成鐵的氧化物和二氧化碳，結(jié)合原子守恒配平化學(xué)方程式。

(1)該實(shí)驗(yàn)第①步為配制100mL溶液，缺少的定量?jī)x器有100mL容量瓶；第③步為滴定實(shí)驗(yàn)，缺少的定量?jī)x器為滴定管，故答案為：100mL容量瓶；滴定管；

(2)滴定管在使用之前，必須檢查是否漏水，若不漏水，然后用水洗滌滴定管，再用待裝液潤(rùn)洗，然后加入待裝溶液，排出玻璃尖嘴的氣泡，再調(diào)節(jié)液面至0刻度線或0刻度線以下某一刻度，讀數(shù)后進(jìn)行滴定，故答案為：排出玻璃尖嘴的氣泡；調(diào)節(jié)液面至0刻度線或0刻度線以下某一刻度；

(3)①假設(shè)2：氣泡可能是H2O2的反應(yīng)產(chǎn)物為O2，H2O2在催化劑鐵離子作用下分解產(chǎn)生O2，故答案為：O2；H2O2在催化劑作用下分解產(chǎn)生O2；

②假設(shè)1為氣泡可能是SCN－的反應(yīng)產(chǎn)物N2、CO2、SO2或N2，CO2，則試管Y中的試劑可以是澄清石灰水，用于檢驗(yàn)氣體，若假設(shè)成立，氣體通入后會(huì)變渾濁，故答案為：澄清石灰水；

(4)硫酸亞鐵溶液和過(guò)量碳酸氫銨溶液混合反應(yīng)生成碳酸亞鐵、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式為Fe2+ + 2HCO3- =FeCO3↓+CO2↑+H2O；故答案為：Fe2+ + 2HCO3- =FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(5)根據(jù)反應(yīng)2I+2Fe3+=2Fe2++I2，可得關(guān)系式：I ~ Fe3+，在20mL溶液中n(Fe3+)=1.0000mol/L×0.01L×100=0.01mol，則100mL溶液中鐵離子物質(zhì)的量為0.05mol，則鐵的氧化物中氧元素物質(zhì)的量，則n(Fe):n(O)=0.05:0.07=5:7，化學(xué)式為：Fe5O7，故答案為：Fe5O7；,

(6)碳酸亞鐵在空氣中灼燒和氧氣反應(yīng)生成Fe5O7和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式：5FeCO3+O2 Fe5O7+5CO2，故答案為：5FeCO3+O2 Fe5O7+5CO2。