工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸.为研究铁质材料与热浓硫酸的反应.某学习小组进行了以下探究活动:(1)将已去除表面氧化物的铁钉放入冷浓硫酸中.10分钟后移入硫酸铜溶液中.片刻后取出观察.铁钉表面无明显变化.其原因是 .(2)另称取铁钉6．0g放入15．0ml浓硫酸中.加热.充分应后得到溶液X并收集到气体Y.①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+.写出生成F 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是           。
（2）另称取铁钉6．0g放入15．0ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺。写出生成Fe²⁺所有可能的离子反应方程式：       。若要确认其中有Fe²⁺，应选用       （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水         b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水                  d．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的化学方程式为：      。然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。由于此推知气体Y中SO₂的体积分数为。

（8分）（1）铁表面被钝化（2）①Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑ Fe+ 2Fe³⁺＝3Fe²⁺ d
②SO₂+Br₂+2H₂O＝2HBr+H₂SO₄ 66．7%

解析试题分析：（1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行，故答案为：铁表面被钝化；
（2）①在加热条件下，浓硫酸与Fe反应生成Fe³⁺，当溶液浓度减小时，硫酸氧化性减弱，生成Fe²⁺，反应的离子方程式为Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑，如硫酸完全消耗，且铁过量时，还会发生Fe+2Fe³⁺＝3Fe²⁺，+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色，溶液中已经有+3价铁离子，选择a会造成干扰，选b只能检验溶液中含有+3价铁离子，选c会造成两种沉淀，受氢氧化铁颜色的影响无法辨别，只能选d。
②SO₂具有还原性，通入足量溴水中，发生SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄。n（混合气体）=0．336L÷22．4L/mol＝0．015mol，则
SO₂→BaSO₄
1mol 233g
n 2．33g
n=0．01mol
则 SO₂的体积分数：×100%=66．7%。
考点：考查浓硫酸的性质、亚铁离子与铁离子转化、离子检验以及体积分数计算等

练习册系列答案

相关题目

（16分）辉铜矿是冶炼铜的重要原料。
（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu₂S+O₂＝2Cu+SO₂
①当产生标况下11.2L气体时，转移电子数目为     ；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的            极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为           ；
（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：

①铜单质放置于潮湿空气中，容易生成碱式碳酸铜，反应化学方程式是              ；
②步骤Ⅱ中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为                               ；
③步骤Ⅰ中发生如下3个反应，已知反应i)中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应iii)的化学方程式。
i)Fe₂O₃+3H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
ii) Cu₂S+ Fe₂(SO₄)₃＝CuSO₄+CuS+2FeSO₄
iii)
④步骤Ⅱ中调节pH后的溶液中，铜离子浓度最大不能超过       mol/L。
（已知K_sp[(Cu(OH)₂)]＝2×10^－a）

工业上用某矿渣(含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂)提取铜的操作流程如下：

已知：Cu₂O＋2H^＋=Cu＋Cu²^＋＋H₂O
(1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为____________________________________________，检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。
(3)金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为__________________________________________________。
(4)常温下，等pH的NaAlO₂和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH^－)前者为后者的10⁸倍。则两种溶液的pH＝________。
(5)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→________________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节)

镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na^＋、Mg²^＋、Cl^－、Br^－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：

回答下列问题：
(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)₂用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是                            。
(2)从过程①得到的Mg(OH)₂沉淀中混有少量的Ca(OH)₂，除去少量Ca(OH)₂的方法是先将沉淀加入到盛有         溶液的烧杯中，充分搅拌后经       、       (填操作方法)可得纯净的Mg(OH)₂。
(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：

其中装置A的作用是                                             。
(4)写出过程④中发生反应的化学方程式                                       。

某研究性学习小组就Na₂O₂的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中
投入一定量的Na₂O₂，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。
对上述实验中溶液变红，过一会儿又退色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释：
甲同学认为是Na₂O₂与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液退色；
乙同学则认为是Na₂O₂与水反应时产生了H₂O₂，H₂O₂的强氧化性使酚酞退色。
(1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加3%的H₂O₂溶液并振荡。
①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是。
②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明Na₂O₂与水反应生成了H₂O₂，甲同学提出要增加的实验是什么？
(2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。

某已知A、B均是由两种短周期元素组成的化合物，A中某元素的质量分数为25%，B的焰色反应呈黄色，C、J、X是同周期的元素的简单氢化物，X为无色液体，C、J为气体，D是一种不溶于水的白色固体。反应生成的水均已略去。它们有如下图所示的关系。

（1）写出化学式：A        ,E           ,L          ；
（2）在反应①②③④⑤中属于氧化还原反应的是                            ；
（3）反应③化学方程式为：                                              ；
（4）写出下列离子方程式：反应②                                        ；
G溶液与M溶液的反应                                             。

Co_xFe₃_－xO₄磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO₄为原料制备Co_xFe₃_－xO₄的主要步骤如下：

（1）步骤①是在FeSO₄溶液中加入NaOH溶液，在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为      ；
（2）步骤②将晶种移到放有FeSO₄溶液和铁皮的生长槽中，升温到60℃，吹入空气，待晶种长大到一定尺寸后，过滤、水洗、干燥，得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是      ，吹入空气的作用为        。
（3）步骤③将FeOOH在200～300℃下加热脱水，生成红色Fe₂O₃。实验室完成该操作需要下列仪器中的        (填字母)。
a．蒸发皿　　b．烧杯　　c．坩埚　　d．泥三角　　e．酒精灯
（4）步骤④通入H₂，加热至300～400℃，生成Fe₃O₄。通入H₂前要向加热炉中通入N₂，其作用为        。
（5）步骤⑤加入CoSO₄溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是        。
（6）某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO₂、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO₄·7H₂O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe³^＋	1.1	3.2
Fe²^＋	5.8	8.8
Co²^＋	6.9	9.4

请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H₂O₂、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)：
①用N－甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料，使LiCoO₂与铝箔分离，得到LiCoO₂粗品并回收铝。
② 。
③向所得粗品CoSO₄溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为5，过滤。
④ 。
⑤将Co(OH)₂沉淀溶于稀硫酸中，蒸发浓缩、降温结晶，得到CoSO₄·7H₂O晶体。

在FeCl₃溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：
Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；
Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。
已知：K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38
回答下列问题：
(1)FeCl₃蚀刻铜箔反应的离子方程式为______________________________；
(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是________，分离得到固体的主要成分是______________，从固体中分离出铜需采用的方法是________________；
(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为______________；
(4)过程Ⅱ中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为________。(列式计算)

氧化铁在工业上具有广泛的应用。
I．据报道，一定条件下利用FeO₂与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下：
Fe₂O₃(s)＋3CH₄(g)＝2Fe(s)＋3CO(g)＋6H₂(g) △H＞0
（1）若反应在2L的密闭容器中进行，5min后达到平衡，测得反应生成Fe的质量为l.12g。则该段时间内CH₄的平均反应速率为 ________________。
（2）反应达到平衡后，保持其他条件不变，仅改变某一相关元素，下列说法正确的是___(选填序号)。
a．若加入催化剂，v_正增大，平衡向右移动
b．若温度升高，平衡常数K减小
c．若增大Fe₂O₃的量，平衡向右移动
d．若从反应体系中移走部分CO，可提高CH₄的转化率
Ⅱ．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂等)为原料提取Fe₂O₃，工艺
流程如下：试回答下列问题：

（3）步骤i烧渣中A1₂O₃溶解的离子方程式为________________。
（4）步骤i、ⅱ、ⅲ都要进行的操作名称是__________________。
（5）结合下图，判断步骤ⅱ中调节溶液的pH不高于_________________。

（6）已知

计算反应Fe²^＋(aq)＋2HCO₃^－(aq)FeCO₃(s)＋H₂CO₃(aq)的平衡常数为_______。
（7）在空气中煅烧FeCO₃生成氧化铁的化学方程式为____________。
（8）结合所学化学知识，请你设计在实验室里从上述的硫铁矿烧渣中提取氧化铁的另一种简单方案。

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