Question

某研究性學習小組用圖1裝置（鐵架臺等支撐儀器略）探究氧化鐵與乙醇的反應，并檢驗反應產物．

（1）氣密性檢驗的操作過程是

 

．
（2）為快速得到乙醇氣體，可采取的方法是

 

；若實驗時小試管中的溶液已經開始發生倒吸，你采取的措施是

 

（填寫編號）；
a．取下小試管     b．移去酒精燈     c．將導管從乳膠管中取下    d．以上都可以
（3）如圖2實驗，觀察到紅色的Fe₂O₃全部變為黑色固體（M），充分反應后停止加熱．為了檢驗M的組成，進行下列實驗．
①M能被磁鐵吸引；加入足量稀硫酸，振蕩，固體全部溶解，未觀察到有氣體生成；
②經檢驗溶液中有鐵離子和亞鐵離子，檢驗該溶液中的亞鐵離子的方法是

 

；關于M中鐵元素價態的判斷正確的是

 

（填寫編號）．
a．一定有+3價和+2價鐵，無0價鐵              b．一定有+3價、+2價和0價鐵
c．一定有+3價和0價鐵，無+2價鐵              d．一定有+3價，0價和+2價鐵至少有一種
（4）若M的成份可表達為Fe_XO_Y，用CO還原法定量測定其化學組成．稱取a g M樣品進行定量測定，實驗裝置和步驟如下：
①組裝儀器；②點燃酒精燈；③加入試劑；④打開分液漏斗活塞；⑤檢查氣密性；⑥停止加熱；⑦關閉分液漏斗活塞；⑧…．
正確的操作順序是

 

（填寫編號）．
a．①⑤④③②⑥⑦⑧b．①③⑤④②⑦⑥⑧c．①⑤③④②⑥⑦⑧d．①③⑤②④⑥⑦⑧
（5）若實驗中每步反應都進行完全，反應后M樣品質量減小b g，則Fe_XO_Y中

x

y

=

 

．

Answer 1

分析：（1）裝置氣密性檢驗的原理是：通過氣體發生器與附設的液體構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；
（2）乙醇易揮發，依據圖1裝置分析可知，可以對燒杯加熱或燒杯中加入熱水；阻止倒吸的操作是迅速拆下導氣管；
（3）依據鐵離子的實驗檢驗方法分析，亞鐵離子具有還原性，加入氧化劑會發生氧化還原反應；乙醇和氧化鐵反應過程中可能會生成鐵或四氧化三鐵，能被磁鐵吸引；
（4）實驗過程依據反應原理和實驗目的分析實驗步驟為，組裝裝置，檢驗裝置氣密性，加入試劑，加入水把一氧化碳趕入后續裝置，點燃酒精燈加熱玻璃管，反應結束后停止加熱，關閉分液漏斗活塞，玻璃管稱量剩余固體，依據質量變化計算鐵元素和氧元素物質的量之比；
（5）依據實驗結果得到，鐵的氧化物中減少的質量為氧元素的質量為bg，鐵的質量為（a-b）g，依據元素物質的量計算得到比值；

解答：解：（1）依據裝置圖分析可知反應過程需要在氣密性好的裝置中進行，定量測定，所以氣體通過裝置，實驗前需要檢驗裝置氣密性，方法為：將導管末端伸入水中，微熱燒瓶，導管末端有氣泡產生，停止加熱，導管末端有一段穩定的水柱，說明氣密性良好，
故答案為：將導管末端伸入水中，微熱燒瓶，導管末端有氣泡產生，停止加熱，導管末端有一段穩定的水柱，說明氣密性良好；
（2）依據圖1裝置分析可知，乙醇易揮發，可以對燒杯加熱或燒杯中加入熱水；阻止倒吸的操作是迅速拆下導氣管，
故答案為：在燒杯中加入熱水（對燒杯加熱）；c；
（3）依據鐵離子的實驗檢驗方法分析，亞鐵離子加入紫紅色的酸性高錳酸鉀溶液，兩者發生氧化還原反應溶液褪色，則有Fe²⁺；氧化鐵做催化劑參與反應過程，乙醇和氧化鐵反應過程中可能會生成鐵或四氧化三鐵，能被磁鐵吸引；
故答案為：取少量溶液于試管中，加入酸性高錳酸鉀溶液，若紫紅色褪去，則說明有Fe²⁺；d；
（4）實驗過程依據反應原理和實驗目的分析實驗步驟為，組裝裝置，檢驗裝置氣密性，加入試劑，加入水把一氧化碳趕入后續裝置，點燃酒精燈加熱玻璃管，反應結束后停止加熱，關閉分液漏斗活塞，玻璃管稱量剩余固體，依據質量變化計算鐵元素和氧元素物質的量之比，所以選c，
故答案為：c；        
（5）依據實驗結果得到，鐵的氧化物中減少的質量為氧元素的質量為bg，鐵的質量為（a-b）g，依據元素物質的量計算得到比值，n（Fe）：n（O）=

a-b

56

：

b

16

=

2(a-b)

7b

，
故答案為：

2(a-b)

7b

；

點評：本題考查了氧化鐵與乙醇的反應的性質的實驗探究和產物組成的分析判斷，掌握二價鐵離子的性質，注意實驗過程中的反應實質分析判斷，現象的理解和應用是解題關鍵，題目難度中等．