Question

【題目】菱鐵礦和赤鐵礦一樣，也是工業(yè)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堿式碳酸亞鐵，為測定堿式碳酸亞鐵[xFeCO3yFe(OH)2zH2O]的組成，華雪同在老師的指導下設計了如圖實驗裝置：

（查閱資料）

a．堿式碳酸亞鐵受熱會完全分解生成FeO、CO2以H2O。

b．FeO是一種黑色粉末，它不穩(wěn)定，在空氣中加熱，可被氧化成四氧化三鐵。

c．堿石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O

（實驗步驟）

（1）檢查裝置的_____后，準備稱取3.40g堿式碳酸亞鐵粉末放在裝置B中，連接儀器。

（2）_____，鼓入一段時間空氣，準確稱量裝置C、D、E的質量。

（3）關閉彈簧夾K，加熱裝置B至裝置C中導管末端無氣泡冒出，再打開彈簧夾K，緩緩通空氣一段時間，這樣操作的目的是_____。

（4）再次準確稱量裝置C、D、E的質量，所得數據如下

	裝置C/g	裝置D/g	裝置E/g
加熱前	200.00	180.00	180.00
加熱后	200.36	180.88	180.00

（5）分析圖、表中數據可知：3.40g堿式碳酸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xFeCO3yFe(OH)2zH2O中，氫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）實驗結束后，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后，通過計算可知：殘留固體的組成及各成分的質量為_____。

Answer 1

【答案】氣密性 打開彈簧夾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 4：3 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

【解析】

[實驗步驟]

（1）檢查裝置的氣密性后，準備稱取3.40g堿式碳酸亞鐵粉末放在裝置B中，連接儀器。故填：氣密性

（2）打開彈簧夾K，鼓入一段時間空氣，準確稱量裝置C、D、E的質量。故填：打開彈簧夾K

（3）關閉彈簧夾K，加熱裝置B至裝置C中導管末端無氣泡冒出，再打開彈簧夾K，緩緩通空氣一段時間，這樣操作的目的是使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）分析表中數據可知：3.40g堿式碳酸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xFeCO3yFe(OH)2zH2O中，氫元素質量：，氧元素質量：（0.36g﹣0.04g）+0.88g×+（3.40g﹣0.36g﹣0.88g）×＝0.48g，氫原子與氧原子的個數之比為：。故填：4：3

[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）實驗結束后，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，大于2.16g，小于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