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：①在一个广口容器中放进一定量的干燥细沙；②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；③将一定量的镁粉和氯酸钾混合物放在铝热剂上；④再放上引火剂；引火反应，冷却；⑤取出反应后的铁块（如图丙）请写出铝热反应的化学方程式：8Al+3Fe3O4 高温 4Al2O3+9Fe 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 ．①试剂A应选择，试剂B应选择．A．稀盐酸 B．氧化铁 C．H2O2溶液 D．氨水 E．MgCO3固体②操作Ⅰ的名称为．操作Ⅱ的名称为．固体M完全转化为固体N的标志是．③已知常温下Fe（OH）3的KSP=4.0×10-38，求反应Ⅲ后溶液中c（Fe3+）= mol/L④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”或“无影响“）．原因是．试题及答案-填空题-云返教育

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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：
①在一个广口容器中放进一定量的干燥细沙；
②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；
③将一定量的镁粉和氯酸钾混合物放在铝热剂上；
④再放上引火剂；引火反应，冷却；⑤取出反应后的铁块（如图丙）
请写出铝热反应的化学方程式：8Al+3Fe₃O₄

高温

4Al₂O₃+9Fe 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

．

①试剂A应选择          ，试剂B应选择          ．
A．稀盐酸 B．氧化铁 C．H₂O₂溶液 D．氨水 E．MgCO₃固体
②操作Ⅰ的名称为          ．操作Ⅱ的名称为          ．固体M完全转化为固体N的标志是          ．
③已知常温下Fe（OH）₃的K_SP=4.0×10^-38，求反应Ⅲ后溶液中c（Fe³⁺）=          mol/L
④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”或“无影响“）．原因是          ．

试题解答

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Fe₃O₄:8Al+3Fe₃O₄

高温

4Al₂O₃+9Fe:防止生成的铁被氧化:C:D:过滤、洗涤:灼烧:最后两次称量质量差小于0.1g:4×10^-8:98.98%:偏小:Fe（OH）₃在烘干过程中会有部分发生分解反应，质量变小

解：（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+3Fe₃O₄

高温

4Al₂O₃+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+3Fe₃O₄

高温

4Al₂O₃+9Fe；防止生成的铁被氧化；
（3）①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≤pH＜4.2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：C；D；
②操作Ⅰ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Ⅱ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；
③根据Fe（OH）₃的Ksp=c（Fe³⁺）?c³（OH^-）=4×10^-38，而pH=4，故c（OH^-）=10^-10mol/L，带入Ksp=c（Fe³⁺）?c³（OH^-）=4×10^-38，解得：c（Fe³⁺）=4×10^-8 mol/L，
故答案为：4×10^-8；
④最终红色粉未M为Fe₂O₃，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：m（Fe）=

14.14g

160g/mol

×2×56gmol=89.898g
故该“铁块”的纯度为：

9.898g

10g

×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Fe（OH）₃的分解，故会导致计算结果偏小，
故答案为：98.98%；偏小；Fe（OH）₃在烘干过程中会有部分发生分解反应，质量变小．

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