题目

菱铁矿和赤铁矿一样，也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁，为测定碱式碳酸亚铁的组成，华雪同在老师的指导下设计了如图实验装置： （查阅资料） a．碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2以H2O。 b．FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，可被氧化成四氧化三铁。 c．碱石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O （实验步骤） （1）检查装置的_____后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。 （2）_____，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。 （3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是_____。 （4）再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下 装置C/g 装置D/g 装置E/g 加热前 200.00 180.00 180.00 加热后 200.36 180.88 180.00 （5）分析图、表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为_____g，CO2的质量为_____g，装置E的作用是_____。 （实验结论） 在xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O中，氢原子与氧原子的个数之比为_____。 （实验反思） （1）装置A的作用是_____。 （2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO．也可能全部是Fe3O4．还可能是_____。 （3）为了得到装置B中残留固体的组成，华雪同学称得装置B中残留固体质量为2.24g后，通过计算可知：残留固体的组成及各成分的质量为_____。 答案：气密性    打开弹簧夹K    使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收    0.36    0.88    防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收    4：9    除去空气中的水和二氧化碳    FeO、Fe3O4    FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g    【详解】 【实验步骤】 （1）检查装置的气密性后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。故填：气密性 （2）打开弹簧夹K，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。故填：打开弹簧夹K （3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收；故填：使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收 （5）分析表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为：200.36g﹣200.00g＝0.36g，CO2的质量为：180.88g﹣180.00g＝0.88g，装置E的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。故填：0.36；0.88；防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。 【实验结论】 在xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O中，氢元素质量：，氧元素质量：（0.36g﹣0.04g）+0.88g×+（3.40g﹣0.36g﹣0.88g）×＝1.44g，氢原子与氧原子的个数之比为：。故填：4：9 【实验反思】 （1）装置A的作用是除去空气中的水和二氧化碳。故填：除去空气中的水和二氧化碳 （2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO，也可能全部是Fe3O4．还可能是FeO、Fe3O4。故填：FeO、Fe3O4 （3）如果残留固体是氧化亚铁，则氧化亚铁质量：3.40g﹣0.36g﹣0.88g＝2.16g，如果残留固体是四氧化三铁，则四氧化三铁质量：，称得装置B中残留固体质量为2.24g，大于2.16g，小于2.32g，通过计算可知：残留固体是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物；假设全为氧化亚铁，则质量少了2.24g-2.16g=0.08g，根据氧化铁和氧化亚铁的化学式的差异。 可知多出来的质量是一个氧原子的质量，由这个氧原子的质量求出四氧化三铁的质量：，则氧化亚铁的质量：2.24g﹣1.16g＝1.08g，故填：FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g 【点睛】 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。

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