题目内容

14．以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．从废液中提纯并结晶出FeSO4•7H2O
Ⅱ．将FeSO4•7H2O配制成溶液
Ⅲ．FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液
Ⅳ．将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体
Ⅴ．煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体
已知：NH4HCO3在热水中分解．
（1）Ⅰ中需加足量的铁屑以除去废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+．
（2）Ⅱ中需加一定量硫酸．运用化学平衡原理简述硫酸的作用：加入硫酸，氢离子浓度增大，使得水解平衡Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+逆向移动，从而抑制硫酸亚铁的水解．
（3）Ⅲ中生成FeCO3的离子方程式是Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有
高温
部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是4FeCO3+O2+6H2O=4CO2↑+4Fe（OH）3．
（4）已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2．现煅烧464.0g的FeCO3，得到316.8g产品．若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是288.0g．

分析 （1）Fe可以和三价铁反应生成亚铁离子；
（2）FeSO4•7H2O配制成溶液的过程中，亚铁离子易水解，根据平衡移动原理来分析；
（3）亚铁离子和碳酸氢根离子相互促进水解生成碳酸亚铁和二氧化碳，亚铁离子易被氧气氧化为三价铁；
（4）根据含铁元素物质的质量关系来计算，假设Fe2O3物质的量为x mol，FeO的物质的量为y mol，那么满足：160x+72y=316.8；（2x+y）×116=464.0，计算得到．

解答 解：（1）Fe可以和三价铁反应生成亚铁离子，即Fe+2Fe3+=3Fe2+，
故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
（2）FeSO4•7H2O配制成溶液的过程中，亚铁离子易水解，Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+，加入硫酸配制可以使得化学平衡逆向移动，抑制水解，
故答案为：加入硫酸，氢离子浓度增大，使得水解平衡Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+逆向移动，从而抑制硫酸亚铁的水解；
（3）FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，亚铁离子和碳酸氢根离子双水解生成碳酸亚铁和二氧化碳，即Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O，生成的碳酸亚铁中，亚铁离子易被氧气氧化为三价铁，即4FeCO3+O2+6H2O=4CO2↑+4Fe（OH）3，
故答案为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；4FeCO3+O2+6H2O=4CO2↑+4Fe（OH）3；
（4）假设Fe2O3物质的量为x mol，FeO的物质的量为y mol，那么满足：160x+72y=316.8；（2x+y）×116=464.0，解得x=1.8mol，所以产物中Fe2O3的质量160g/mol×1.8mol=288.0g=288.0g，
故答案为：288.0．

点评 本题考查学生铁元素的不同价态之间的转化，可以根据所学知识进行回答，掌握基础是关键，题目难度较大．

练习册系列答案
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16．亚氯酸钠是一种高效氧化剂漂白剂，主要用于棉纺、亚麻、纸浆等漂白．亚氯酸钠（NaClO2）在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO2-、Cl-等，其中HClO2和ClO2都具有漂白作用，但ClO2是有毒气体．经测定，25℃时各组分含量随pH变化情况如图所示（Cl-没有画出）．则下列分析正确的是（　　）
A．亚氯酸钠在酸性条件下较稳定
B．25℃时，HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10-6
C．pH越大，该漂白剂的漂白性能越好
D．25℃，pH=3时，NaClO2溶液中：c（Na+）+c（H+）=c（ClO2-）+c（OH-）
5．全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题，温家宝总理在“哥本哈根会议”上承诺到2020年中国减排温室气体40%．
（1）地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应，主要过程可以描述分为下列三步（用“C5”表示C5H10O4，用“C3”表示C3H6O3）：
Ⅰ、H2O（l）═2H+（aq）+$\frac{1}{2}$O2（g）+2e-△H=+284kJ/mol
Ⅱ、CO2（g）+C5（s）+2H+（aq）═2C3+（s）△H=+396kJ/mol
Ⅲ、12C3+（s）+12e-═C6H12O6（葡萄糖、s）+6C5（s）+3O2（g）△H=-1200kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式6CO2（g）+6H2O（l）=C6H12O6（s）+6O2（g）△H=+2880 kJ•mol-1．
（2）降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=0.225mol/（L•min）；
②氢气的转化率=75%；
③该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
④下列措施中能使平衡体系中n（CH3OH）/n（CO2）增大的是CD．
A．升高温度                          B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离出去          D．再充入1mol CO2和3mol H2
⑤当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2．则c1＜c2的关系（填＞、＜、=）．
（3）减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标．如图2所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．将其插入KOH溶液从而达到吸收CO2的目的．请回答：
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2．写出在水溶液中下列各物质的方程式：
KHSO4电离：KHSO4=K++H++SO42-
NaHCO3的电离：NaHCO3═Na++HCO3-
CH3COOH电离：CH3COOH?CH3COO-+H+
NH3•H2O电离：NH3•H2O?NH4++OH-
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NH4Cl水解：NH4Cl+H2O?NH3•H2O+HCl．
9．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：

实验Ⅰ：制取NaClO2晶体按如图装置进行制取．
已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；
（3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．
19．用NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）
A．由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，其中的氧原子数为2NA
B．标准状况下，14 g氮气含有的核外电子数为5NA
C．标准状况下，5.6 L四氯化碳（CCl4）含有的分子数为0.25NA
D．NA个一氧化碳分子和0.5 mol 甲烷的质量比为7：4
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（2）1mol CO和0.5mol CO2所含氧原子数相等？
（3）0.5molH2O中共有1.5mol原子．
3．将4gNaOH溶解在10ml水中，再稀释成1L的溶液，从中取出10ml，这10ml溶液的物质的量浓度是（　　）
A．1  mol/LB．0.1mol/LC．0.001mol/LD．10mol/L
4．下列离子方程式表达正确的是（　　）
A．用稀硝酸洗涤做银镜反应的试管：3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O
B．用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
C．用双氧水和稀硫酸处理印刷电路板：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
D．用食醋除去水瓶中的水垢：CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2O

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