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課時(shí)作業(yè)8 鐵及其化合物
一、選擇題
1.下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價(jià)鐵生成的是( )
①過量的Fe與Cl2加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)
②Fe與過量稀H2SO4反應(yīng)后,再向其中加KNO3
③Fe與過量的S加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)
④Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸
⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
A.①②③ B.③④⑤ C.①④⑤ D.①②④
解析:Fe與Cl2反應(yīng)只生成FeCl3;Fe與S反應(yīng)生成FeS;FeFe2+Fe3+;Fe2+
Fe3+;Fe2O3溶于鹽酸生成Fe3+,當(dāng)混合物中Fe不足時(shí),溶液中仍有Fe3+,當(dāng)Fe足量時(shí),溶液中無(wú)Fe3+。
答案:D
2.下列各組物質(zhì)中,X是主體物質(zhì),Y是少量雜質(zhì),Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑,其中所加試劑正確的一項(xiàng)是( )
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
FeSO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Fe2(SO4)3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
Cu
解析:Cl2能將FeCl2氧化為FeCl3,反而將主體物質(zhì)除去,應(yīng)該選用Fe粉,A錯(cuò);Fe與FeCl3和CuCl2都能反應(yīng),B錯(cuò);雜質(zhì)Al能溶于NaOH溶液而Fe不溶,C項(xiàng)正確;Cu能與Fe3+反應(yīng),但又引入雜質(zhì)Cu2+,應(yīng)選用Fe,D錯(cuò)。
答案:C
3.硫酸亞鐵是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,可用作凈水劑
B.為防止NH4HCO3分解,生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進(jìn)行
C.可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D.常溫下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4大
解析:堿式硫酸鐵電離產(chǎn)生Fe3+,F(xiàn)e3+能發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體,F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附性,可用作凈水劑,A正確;NH4HCO3不穩(wěn)定,受熱易分解,所以為防止NH4HCO3分解,生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進(jìn)行,B正確;KSCN溶液遇Fe2+溶液無(wú)現(xiàn)象,(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化則生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+溶液變紅,C正確;(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能與(NH4)2SO4反應(yīng)生成(NH4)2Fe(SO4)2,D錯(cuò)誤。
答案:D
4.鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)中的一類重要物質(zhì),下列關(guān)于鐵元素的敘述中正確的是( )
A.2Fe3++Fe===3Fe2+成立,說(shuō)明氧化性:Fe3+>Fe2+
B.25 ℃,pH=0的溶液中,Al3+、NH、NO、Fe2+可以大量共存
C.5.6 g鐵與足量的氯氣反應(yīng)失去電子為0.2 mol
D.硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液:Fe2++2H2O2+4H+===Fe3++4H2O
解析:pH=0的溶液呈強(qiáng)酸性,F(xiàn)e2+、NO、H+不能大量共存,B項(xiàng)不正確;C項(xiàng)應(yīng)為0.3 mol,不正確;D項(xiàng)電荷不守恒,不正確。
答案:A
5.綠礬(FeSO47H2O)的相關(guān)性質(zhì)如圖所示,反應(yīng)①~⑥均在隔絕空氣的條件下進(jìn)行,氣體1、2、3均為氧化物,且它們的摩爾質(zhì)量依次增大。
下列推斷合理的是( )
A.屬于氧化還原反應(yīng)的只有①、②、④、⑥
B.將反應(yīng)①和反應(yīng)③產(chǎn)生的氣體混合,氣體顏色發(fā)生變化
C.反應(yīng)⑤生成的固體在空氣中高溫灼燒只發(fā)生分解反應(yīng)
D.將氣體1和氣體3冷凝再混合,能計(jì)算出所得溶液的物質(zhì)的量濃度
解析:本題考查元素化合物的性質(zhì),意在考查考生的識(shí)記能力及靈活處理信息的能力。FeSO4具有還原性,能被過氧化鈉、硝酸鉀(酸性條件下)、氯水氧化,綠礬在隔絕空氣條件下煅燒生成氧化鐵、二氧化硫、三氧化硫和水蒸氣,該反應(yīng)也屬于氧化還原反應(yīng),故屬于氧化還原反應(yīng)的有①、③、④、⑥,A項(xiàng)推斷不合理。反應(yīng)①生成的氣體為O2,反應(yīng)③生成的氣體為NO,NO與O2混合生成紅棕色的NO2,B項(xiàng)推斷合理。反應(yīng)⑤生成的FeCO3有還原性,能被空氣中的氧氣氧化,C項(xiàng)推斷不合理。反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為2(FeSO47H2O)Fe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑,氣體1、2、3依次是H2O、SO2、SO3。氣體1和氣體3冷卻至室溫所得溶液是硫酸,其組成為n(H2O)∶n(H2SO4)=13∶1,能計(jì)算溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),但缺少溶液的密度,無(wú)法計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量濃度,D項(xiàng)推斷不合理。
答案:B
6.某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制備七水合硫酸亞鐵(FeSO47H2O),設(shè)計(jì)了如下流程:
下列說(shuō)法不正確的是( )
A.溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉
B.固體1中一定有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3進(jìn)入固體2
C.從溶液2得到FeSO47H2O產(chǎn)品的過程中,須控制條件防止其氧化和分解
D.若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO47H2O
解析:本題考查離子反應(yīng),物質(zhì)分離、元素及化合物。流程設(shè)計(jì)意圖是用硫酸把Fe2O3、Al2O3轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,除去SiO2,然后用鐵粉還原Fe3+得到硫酸亞鐵,A正確;固體1為SiO2,分離FeSO4和Al2(SO4)3采用的是調(diào)控pH的方法,使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀而與FeSO4分離,B正確;Fe2+容易被氧化,所以在得到FeSO47H2O產(chǎn)品的過程中,要防止其被氧化和分解,C正確;在溶液1中直接加過量的NaOH得到的是Fe(OH)2沉淀,但Fe(OH)2不穩(wěn)定,很容易被氧化為Fe(OH)3,使制得的產(chǎn)品不純,混有較多的雜質(zhì)Fe2(SO4)3,D不正確。答案選D。
答案:D
7.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況),往所得溶液中加入KSCN溶液,無(wú)紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在加熱下還原相同質(zhì)量的混合物,能得到鐵的物質(zhì)的量為( )
A.0.24 mol B.0.21 mol
C.0.16 mol D.0.14 mol
解析:n(HNO3)=0.12 L4 molL-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L22.4 Lmol-1=0.06 mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,無(wú)紅色出現(xiàn),說(shuō)明全部生成Fe2+,溶液溶質(zhì)為Fe(NO3)2,則原混合物中鐵元素為(0.48 mol-0.06 mol)2=0.21 mol,故用足量的CO在加熱下還原相同質(zhì)量的混合物,最終得到鐵的物質(zhì)的量為0.21 mol。
答案:B
8.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol鐵粉,充分?jǐn)嚢韬箬F完全反應(yīng),同時(shí)析出0.1 mol Ag。則下列結(jié)論中不正確的是( )
A.向反應(yīng)后的溶液中繼續(xù)加入少量鐵粉,鐵粉可以繼續(xù)溶解
B.氧化性:Ag+>Fe3+>Cu2+>Zn2+
C.反應(yīng)后溶液的質(zhì)量減輕
D.反應(yīng)后溶液中Cu2+與Fe2+的物質(zhì)的量之比為1∶1
解析:各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol鐵粉,充分?jǐn)嚢韬箬F完全反應(yīng),同時(shí)析出0.1 mol Ag,且Fe3+和Ag+亦完全反應(yīng):2Ag++Fe===Fe2++2Ag,2Fe3++Fe===3Fe2+,向反應(yīng)后的溶液中繼續(xù)加入少量鐵粉,發(fā)生Fe+Cu2+===Fe2++Cu,鐵粉可以繼續(xù)溶解,故A正確;根據(jù)金屬活動(dòng)順序表可知氧化性:Zn2+
H+,首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe+2Fe3+===3Fe2+
B.當(dāng)加入16.8 g鐵粉時(shí),可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L氣體
C.在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中,鐵元素以Fe2+和Fe3+的形式存在
D.m至少等于28 g,反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在減小
解析:酸性條件下,NO有強(qiáng)氧化性,因此首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe+NO+4H+===NO↑+Fe3++2H2O①然后發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+===3Fe2+②,F(xiàn)e+2H+===Fe2++H2↑③,A錯(cuò)誤;當(dāng)加入16.8 g鐵粉時(shí),剛好發(fā)生上述①反應(yīng),生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的6.72 L NO氣體生成0.3 mol Fe3+,消耗1.2 mol H+,B正確;根據(jù)滴加KSCN溶液不變紅色說(shuō)明溶液不含F(xiàn)e3+,C錯(cuò)誤;根據(jù)方程式計(jì)算則至少消耗鐵16.8 g+(0.1+0.3)0.556=28 g,但反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在增大,D錯(cuò)誤。
答案:B
10.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,F(xiàn)e3+、Cu2+和Fe2+的物質(zhì)的量之比為3∶2∶1,現(xiàn)加入適量鐵粉,使溶液中三種離子物質(zhì)的量之比變?yōu)?∶2∶4,則參加反應(yīng)的鐵粉與原溶液中Fe3+的物質(zhì)的量之比為( )
A.2∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
解析:因氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入適量的鐵粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+物質(zhì)的量之比變?yōu)?∶2∶4,說(shuō)明Fe3+有剩余,則Cu2+沒有參加反應(yīng),加入的Fe粉僅與Fe3+反應(yīng)。設(shè)原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol、1 mol,反應(yīng)后Fe3+、Cu2+和Fe2+的物質(zhì)的量之比變?yōu)?∶2∶4,則反應(yīng)后Fe3+、Cu2+、Fe2+的物質(zhì)的量分別為1 mol、2 mol、4 mol,故反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量為3 mol-1 mol=2 mol,則參加反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為1 mol,參加反應(yīng)的鐵粉與原溶液中Fe3+的物質(zhì)的量之比為1 mol∶3 mol=1∶3。
答案:C
二、非選擇題
11.某學(xué)生欲通過實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證Fe2+的性質(zhì)。
(1)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前,依據(jù)Fe2+的______性,填寫了下表。
實(shí)驗(yàn)操作
預(yù)期現(xiàn)象
反應(yīng)的離子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的試管中滴入數(shù)滴濃硝酸,振蕩
試管中產(chǎn)生紅棕色氣體,溶液顏色逐漸變黃
Fe2++NO+2H+===Fe3++NO2↑+H2O
依照表中操作,該同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察到液面上方氣體逐漸變?yōu)榧t棕色,但試管中溶液顏色卻變?yōu)樯钭厣?
為了進(jìn)一步探究溶液變?yōu)樯钭厣脑?,該同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
(2)向原新制FeSO4溶液和反應(yīng)后溶液中均加入KSCN溶液,前者不變紅色,后者變紅,該現(xiàn)象的結(jié)論是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)該同學(xué)通過查閱資料,認(rèn)為溶液的深棕色可能是NO2或NO與溶液中Fe2+或Fe3+發(fā)生反應(yīng)而得到的。為此他利用如圖裝置(氣密性已檢驗(yàn),尾氣處理裝置略)進(jìn)行探究。
ⅰ.打開活塞a、關(guān)閉活塞b,甲裝置中反應(yīng)開始后,觀察到丙中溶液逐漸變?yōu)樯钭厣?,而丁中溶液無(wú)明顯變化。
ⅱ.打開活塞b、關(guān)閉活塞a,一段時(shí)間后再停止甲中反應(yīng)。
ⅲ.為與ⅰ中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照,更換丙、丁后,使甲中反應(yīng)繼續(xù),觀察到的現(xiàn)象與步驟ⅰ中相同。
①銅與足量濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
②裝置乙的作用是_______________________________________ _________________________________;
③步驟ⅱ的目的是_______________________________________ _________________________________;
④該實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是___________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)該同學(xué)重新進(jìn)行(1)中實(shí)驗(yàn),觀察到了預(yù)期現(xiàn)象,其實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________________。
解析:(1)產(chǎn)生的紅棕色氣體為NO2,說(shuō)明HNO3被還原,溶液變?yōu)辄S色,說(shuō)明Fe2+被氧化為Fe3+,F(xiàn)e2+表現(xiàn)了還原性。(2)Fe3+與SCN-作用顯紅色,是Fe3+的特征反應(yīng)。(3)整個(gè)裝置中,先將NO2通入丙、丁,然后將NO2轉(zhuǎn)化成NO,來(lái)檢驗(yàn)NO的影響。由于步驟ⅰ后,裝置乙之后的導(dǎo)氣管中會(huì)有NO2剩余,所以需要除去以排除剩余NO2對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。由于NO2、NO通入FeSO4溶液中,都產(chǎn)生深棕色,在Fe2(SO4)3溶液中都不變色,說(shuō)明NO2、NO對(duì)Fe2+有影響,而對(duì)Fe3+無(wú)影響,從而得出結(jié)論。
答案:(1)還原 (2)Fe2+被硝酸氧化為Fe3+
(3)①Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②使NO2轉(zhuǎn)化為NO
③排出乙右側(cè)裝置中殘留的NO2
④溶液的深棕色是由NO或NO2與Fe2+作用得到的(或不是由NO或NO2與Fe3+作用得到的)
(4)向盛有濃硝酸的試管中滴入數(shù)滴新制FeSO4溶液
12.有關(guān)FeSO4的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(無(wú)關(guān)物質(zhì)已略去)。
已知:①X由兩種化合物組成,將X通入品紅溶液,溶液褪色;通入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。
②Y是紅棕色的化合物。
(1)氣體X的成分是________________(填化學(xué)式)。
(2)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)類型屬于________(填字母)。
a.分解反應(yīng) b.復(fù)分解反應(yīng) c.置換反應(yīng)
d.化合反應(yīng) e.氧化還原反應(yīng)
(3)溶液2中金屬陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)若經(jīng)反應(yīng)Ⅰ得到16 g固體Y,產(chǎn)生的氣體X恰好被0.4 L 1 molL-1 NaOH溶液完全吸收,則反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________,
反應(yīng)Ⅳ中生成FeSO4的離子方程式是________________________________________________________________________。
解析:(1)X能使品紅溶液褪色說(shuō)明X中含有SO2,但SO2與氯化鋇溶液不反應(yīng),所以X中還有SO3。(2)反應(yīng)Ⅰ為FeSO4受熱分解生成SO2、SO3、Fe2O3,既是分解反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)。(3)溶液2為Fe2(SO4)3溶液,用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+,具體方法為取少量溶液2于試管中,加入幾滴KSCN溶液,溶液變紅。(4)反應(yīng)Ⅰ得到16 g Fe2O3,由得失電子守恒得生成0.1 mol SO2,所以生成SO3也為0.1 mol,則反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。0.1 mol SO3與0.2 mol NaOH完全反應(yīng),0.1 mol SO2與0.2 mol NaOH恰好完全反應(yīng)生成Na2SO3,溶液1中含有Na2SO3和Na2SO4,反應(yīng)Ⅳ的離子方程式為2Fe3++SO+H2O===2Fe2++SO+2H+。
答案:(1)SO2、SO3 (2)a、e
(3)取少量溶液2于試管中,加入幾滴KSCN溶液,溶液變紅色
(4)2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
2Fe3++SO+H2O===2Fe2++SO+2H+
13.甲、乙、丙三位同學(xué)欲分別完成“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)。
Ⅰ.甲同學(xué)的方案如圖1:試管中依次放入濕棉花和還原性鐵粉,加熱。把生成的氣體通入蒸發(fā)皿中的肥皂液中。一段時(shí)間后,用坩堝鉗夾取燃著的火柴在蒸發(fā)皿中點(diǎn)火,觀察到的現(xiàn)象是__________________;發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
Ⅱ.乙同學(xué)所采用的裝置如圖2:分別用燈1和燈2加熱反應(yīng)器中的水和還原性鐵粉,當(dāng)水蒸氣將空氣排出后用排水法收集一試管氣體。乙同學(xué)所采用的裝置與甲同學(xué)的裝置相比較,優(yōu)點(diǎn)是________________;結(jié)束實(shí)驗(yàn)的操作是_________________________。
Ⅲ.丙同學(xué)將甲、乙兩位同學(xué)所用裝置進(jìn)行改進(jìn),如下圖所示:
在硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中放入還原性鐵粉和石棉絨的混合物,硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中加入CuO。干燥管Ⅰ中盛裝的物質(zhì)是堿石灰,干燥管Ⅱ中盛裝的物質(zhì)是無(wú)水硫酸銅和石棉絨的混合物。
(1)丙同學(xué)所采用的裝置與乙同學(xué)的裝置相比較,優(yōu)點(diǎn)是
________________________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃a處的酒精燈,然后才點(diǎn)燃b處的酒精噴燈,原因是_________________________________________________ __________________________________________________________________________________________。
(3)能證明鐵與水蒸氣反應(yīng)的現(xiàn)象是____________________ ____________________________________________________。
Ⅳ.丁同學(xué)提出問題:如何通過實(shí)驗(yàn)證明鐵與水蒸氣反應(yīng)得到的黑色固體中既含F(xiàn)e2+,又含F(xiàn)e3+?
________________________________________________________________________。
解析:本題考查了實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與優(yōu)化,意在考查考生的實(shí)驗(yàn)探究能力。Ⅰ.濕棉花受熱產(chǎn)生的水蒸氣與熾熱的還原性鐵粉發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成的H2與試管中的空氣形成混合氣體,通入肥皂液中產(chǎn)生肥皂泡,點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生爆鳴現(xiàn)象,當(dāng)試管中空氣被排盡時(shí),純凈的H2通入肥皂液中產(chǎn)生肥皂泡,在點(diǎn)燃時(shí)能燃燒。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)特別注意防止倒吸,故首先應(yīng)把導(dǎo)管從燒杯中取出,再熄滅燈1,待反應(yīng)器中水蒸氣排凈后移走燈2。Ⅲ.丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理為酒精燈加熱燒瓶,源源不斷地產(chǎn)生水蒸氣,在硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中鐵與水蒸氣發(fā)生反應(yīng),盛有堿石灰的干燥管除去未反應(yīng)的水蒸氣,再將氣體依次通過熾熱的氧化銅和無(wú)水硫酸銅來(lái)檢驗(yàn)鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的氣體為氫氣。
答案:Ⅰ.蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡,放出的氣體能燃燒,點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆鳴,反應(yīng)后,試管中固體仍呈黑色 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
Ⅱ.保證有足夠的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器,用小試管收集并檢驗(yàn)生成的氣體更科學(xué) 先把導(dǎo)管從燒杯中取出,再熄滅燈1,待反應(yīng)器中水蒸氣排凈后移走燈2
Ⅲ.(1)用酒精噴燈反應(yīng)溫度高、效果好,硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中加入CuO可直接證明反應(yīng)生成H2
(2)先點(diǎn)燃a處的酒精燈,產(chǎn)生的水蒸氣排凈裝置中的空氣,防止加熱時(shí)鐵粉與空氣反應(yīng)
(3)硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中黑色固體變紅,干燥管Ⅱ中白色固體變藍(lán)
Ⅳ.將黑色固體溶于鹽酸,所得溶液分為兩份,向其中一份中加入KSCN溶液,若溶液變成紅色,則證明黑色固體中含有Fe3+;向另一份溶液中加入KMnO4(H+)溶液,若溶液紫色褪去,則證明黑色固體中含有Fe2+
14.工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2)為原料制備高檔顏料——鐵紅(Fe2O3),具體生產(chǎn)流程如下:
試回答下列問題:
(1)硫鐵礦燒渣用稀硫酸酸溶時(shí)的不溶物為________(填化學(xué)式)。
(2)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)“步驟Ⅱ”中分離操作所用的玻璃儀器有________;步驟Ⅳ中應(yīng)選用________試劑調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母編號(hào))。
A.稀硝酸 B.氫氧化鈉溶液
C.高錳酸鉀溶液 D.氨水
(3)檢驗(yàn)步驟Ⅲ已經(jīng)進(jìn)行完全的試劑是________。
(4)步驟Ⅴ的反應(yīng)溫度一般需控制在35 ℃以下,其目的是
________________________________________________________________________。
(5)步驟Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________ __________________________________________________。
(6)欲測(cè)定硫鐵礦燒渣中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),稱取a g樣品,充分“酸溶”“水溶”后過濾,向?yàn)V液中加入足量的H2O2,充分反應(yīng)后加入NaOH溶液至不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、灼燒至固體恒重,冷卻后稱得殘留固體b g。
①寫出加入足量的H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②測(cè)得該樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
解析:(1)SiO2為酸性氧化物,不與稀H2SO4反應(yīng)。(2)NaOH溶液不易控制溶液pH,應(yīng)選氨水。(4)既防止NH4HCO3分解,又減少Fe2+水解。(5)FeCO3轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3,肯定有氧化劑O2參與反應(yīng)。(6)殘留b g固體為Fe2O3,根據(jù)Fe原子守恒,F(xiàn)e元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=100%。
答案:(1)SiO2
(2)漏斗、玻璃棒、燒杯 D
(3)KSCN溶液(或其他合理答案)
(4)防止NH4HCO3分解,減少Fe2+的水解
(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(6)①2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
②100%
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