8.鐵觸媒(鐵的某氧化物)是工業(yè)合成氨的催化劑.某同學設計了以下兩種方案研究鐵觸媒的組成.
方案一:用下列流程測定鐵觸媒的含鐵量,確定其組成.

(1)步驟④后面需用酸式滴定管(填儀器名稱)取25.00mL稀釋后溶液.
(2)因為通入Cl2不足量,“溶液B”中還含有FeCl2 或者FeSO4或者Fe2+會影響測定結果.
(3)因為通入Cl2過量且加熱煮沸不充分,“溶液B”中可能含有Cl2.請設計實驗方案檢驗Cl2,完成下列實驗報告.限選試劑:0.1mol•L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊試液、品紅稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL•L-1KSCN溶液.
實驗操作實驗現(xiàn)象與結論
方案二:用下列實驗方法測定鐵觸媒的含鐵量,確定其組成.

(4)“干燥管C”的作用是防止空氣中的CO2和水蒸氣進入B中.
(5)稱取15.2g鐵觸媒進行上述實驗.充分反應后,測得“干燥管B”增重11.0g,則該鐵觸媒的化學式可表示為Fe4O5或2FeO•Fe2O3.(相對原子質量:C-12  O-16  Fe-56)

分析 (1)稀釋后的溶液呈酸性,根據(jù)儀器的精確度,量取25.00mL稀釋后溶液需用酸式滴定管;
(2)通入Cl2的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子,氯氣量不足時,“溶液B”中會含有亞鐵離子;
(3)氯氣的性質:能使石蕊試液先變紅后退色,向溶液B中加入石蕊試液,如果石蕊試液顯紅色,后紅色褪去,這是氯水的性質,證明含有氯氣,若溶液變紅后不褪色,溶液B不含有Cl2;
(4)一氧化碳可以和鐵的氧化物之間發(fā)生反應,得到氣體產(chǎn)物二氧化碳,干燥管B可以吸收生成的二氧化碳,測定二氧化碳的量可以獲得鐵觸媒的量,但是要排除裝置中空氣成份的干擾,還要防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進入B中;
(5)設發(fā)生的反應為:yCO+FexOy $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$xFe+yCO2,反應生成二氧化碳的質量是11.0g,根據(jù)方程式計算確定氧化物的化學式.

解答 解:(1)稀釋后的溶液呈酸性,根據(jù)儀器的精確度,量取25.00mL稀釋后溶液需用酸式滴定管,
故答案為:酸式滴定管;
(2)通入Cl2的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子,氯氣量不足時,“溶液B”中會含有亞鐵離子,即FeCl2或者FeSO4,
故答案為:FeCl2 或者FeSO4或者Fe2+;
(3)檢驗Cl2的具體方案為:取適量溶液B于試管中,滴加2-3滴紫色石蕊試液,振蕩,觀察現(xiàn)象;若溶液顯紅色,后紅色褪去,則溶液B中含Cl2;若溶液變紅后不褪色,則溶液B不含有Cl2,
故答案為:

實驗操作預期現(xiàn)象和結論
取適量溶液B于試管中,滴加2-3滴紫色石蕊試液,振蕩,觀察現(xiàn)象.若溶液顯紅色,后紅色褪去,則溶液B中含Cl2;
若溶液變紅后不褪色,則溶液B不含有Cl2
;
(4)一氧化碳可以和鐵的氧化物之間發(fā)生反應,得到氣體產(chǎn)物二氧化碳,干燥管B可以吸收生成的二氧化碳,測定二氧化碳的量可以獲得鐵觸媒的量,但是要排除裝置中空氣成份的干擾,還要防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進入B中,所以C的作用是:防止空氣中的CO2和水蒸氣進入B中,
故答案為:防止空氣中的CO2和水蒸氣進入B中;
(5)設發(fā)生的反應為:yCO+FexOy $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$xFe+yCO2,15.2g鐵觸媒充分反應生成二氧化碳的質量是11.0g,則:
yCO+FexOy $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$xFe+yCO2
(56x+16y)g       44yg
    15.2g        11g
所以(56x+16y)g:44yg=15.2g:11g
整理可得x:y=4:5,
所以氧化物的化學式為:Fe4O5或2FeO•Fe2O3,
故答案為:Fe4O5或2FeO•Fe2O3

點評 本題考查物質組成探究實驗,熟練掌握元素化合物性質,理解實驗方案原理,是對學生綜合能力的考查,難度中等.

練習冊系列答案
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①甲觀察到裝置F中有紅棕色氣體,生成紅棕色氣體的化學方程式是2NO+O2═2NO2;
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(4)為幫助乙實現(xiàn)在裝置F中也觀察到紅棕色氣體,可在原實驗的基礎上進行改進.
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