Question

（12分）鐵礦石是工業煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物（雜質中不含鐵元素，且雜質不與H₂、H₂SO₄反應）。某研究性學習小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學式進行探究。
Ⅰ．鐵礦石中含氧量的測定

實驗結果：將5.0g鐵礦石放入硬質玻璃管中完全反應， 測得裝置B增重1.35 g。
Ⅱ．鐵礦石中含鐵量的測定

Ⅲ．問題討論與解決：
（1）如要驗證濾液A中鐵元素的存在形式，可另取兩份濾液A分別進行實驗，實驗方法、現象與結論如下表。請將其補充完整。
可供選擇的試劑有：酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水

實驗方法	實驗現象	結論
步驟1：在濾液A中加入		濾液A中有Fe3＋
步驟2：在濾液A中加入		濾液A中有Fe2＋

（2）步驟④中煮沸的作用是：                                ；
（3）步驟③中反應的離子方程式為：                                ；
（4）請通過實驗Ⅰ、Ⅱ計算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式。（寫出計算過程）

Answer 1

（1）

實驗方法	實驗現象	結論
加入   KSCN溶液    (1分)	溶液呈血紅色	(1分)
加入  酸性KMnO4溶液 (1分)	KMnO4溶液褪色	(1分)

 
（2）除去濾液A中過量的Cl₂                (2分)
（3）2Fe^2＋+Cl₂ = 2Fe^3＋+2 Cl^－                 (2分)
（4）10g礦石中：n(O)=0.15mol               (1分)
10g礦石中：n(Fe)= n(Fe^3＋) = 0.125mol     (2分)
n(Fe):n(O)=" 0.125mol:" 0.15mol =5:6  即化學式為：Fe₅O₆  (1分)

試題分析：⑴根據供選試劑，用KSCN溶液檢驗濾液A中含有Fe^3＋（溶液呈血紅色）；用酸性KMnO₄溶液檢驗濾液A中含有Fe^2＋（溶液褪色）；
⑵加入足量氯氣后加熱煮沸，能將反應液中過量的氯氣除去，防止與步驟⑥中KI反應給實驗結果帶來干擾；
⑶步驟③用氯氣將Fe^2＋氧化為Fe^3＋；
⑷在10g礦石中：n(O)＝＝0.15mol；
在10g礦石中：n(Fe)＝ n(Fe^3＋) ＝n(I^－)＝＝ 0.125mol；
則n(Fe)：n(O)= 0.125mol:：0.15mol =5：6； 即化學式為：Fe₅O₆ 。