铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物.某

铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物.某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化铁,并进行铝热反应实验.

1)取磁性氧化铁按图甲装置进行铝热反应,现象很壮观.取少许反应生成的铁块溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变血红色.出现这种结果的原因,除了可能混有没反应的磁性氧化铁外,还有一个原因是                         

2)为了克服图甲的缺陷,改用图乙装置进行铝热反应,主要步骤如下:

在一个广口容器中放进一定量的干燥细沙;

将一定量的铁砂和铝粉混合物装在纸漏斗中并埋入细沙里;

将一定量的镁粉和氯酸钾混合物放在铝热剂上;

再放上引火剂;引火反应,冷却;取出反应后的铁块(如图丙)

请写出铝热反应的化学方程式:                 取少许反应生成的铁块溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液没有出现血红色.实验中干燥细沙的主要作用是             

3)测定图乙反应所得的铁块纯度,流程如图所示.几种氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH参考表格

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mg2+

开始沉淀时的pH

7.5

2.8

4.2

9.6

沉淀完全时的pH

9.0

4.0

5

11

试剂A应选择    ,试剂B应选择             

A.稀盐酸    B.氧化铁    CH2O2溶液    D.氨水     EMgCO3固体

操作的名称为           .操作的名称为              .固体M完全转化为固体N的标志是                                         

已知常温下FeOH3KSP=4.0×1038,求反应后溶液中cFe3+=            mol/L

若最终红色粉末质量为14.14g,则该铁块的纯度是       .如果直接洗涤、烘干和称量固体M的质量,计算铁块的纯度,则计算结果会           (填偏大”“偏小无影响).原因是                           

答案

【答案】1)生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中,表面被空气氧化为Fe3O4

28Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe;防止生成的铁被氧化;

3CD;过滤、洗涤;灼烧;最后两次称量质量差小于0.1g4×10898.98%;偏小;FeOH3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小

【解析】1)铝热反应生成的熔融的铁具有很强的还原性,可以被空气中的氧气氧化导致生成三价的铁,

故答案为:生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中,表面被空气氧化为Fe3O4

2)四氧化三铁与铝在高温下发生反应生成氧化铝和铁,反应的化学方程式为:8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe;反应生成的铁容易被空气氧化,实验中干燥细沙可防止生成的铁被氧化,

故答案为:8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe;防止生成的铁被氧化;

3根据表格 可知,要使铁元素完全沉淀而铝离子和镁离子不沉淀,需将Fe2+转化为Fe3+,故需要加入H2O2;然后调节4≤pH4.2即可将Fe3+沉淀而Al3+Mg2+不沉淀,调节pH选用的试剂不能用氧化铁,因为会引起红色粉未M的质量偏大,故应选用氨水,

故答案为:CD

操作的目的是将生成的氢氧化铁从混合液中分离,操作方法为过滤、洗涤;操作为将氢氧化铁转化成氧化铁,操作方法为灼烧;灼烧完全的标志是物质前后两次灼烧质量相差不大于0.1g

故答案为:过滤、洗涤;灼烧;最后两次称量质量差小于0.1g

根据FeOH3Ksp=cFe3+)?c3OH=4×1038,而pH=4,故cOH=1010mol/L,带入Ksp=cFe3+)?c3OH=4×1038,解得:cFe3+=4×108 mol/L

故答案为:4×108

最终红色粉未MFe2O3,根据10.0g的铁块中的铁元素最终完全转化成14.14g Fe2O3,故铁原子的质量为:mFe=×2×56gmol=89.898g

故该铁块的纯度为:×100%=98.98%

如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量,烘干过程中会引起FeOH3的分解,故会导致计算结果偏小,

故答案为:98.98%;偏小;FeOH3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小

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