我国从澳大利亚进口的某高炉生铁的成分如下:C Si Mn P S 4.070% 2.900% 0.495% 0.165% 0.010% (1)称取100.000g A经过一系列处理(最后一步是在空气中灼烧)后.锰全部转变为某种氧化物.其质量为0.687g.则其化学式为 .(2)磷肥的肥效以相当含P2O5多少来表示.炼钢时.P元素形成炉渣Ca3(PO4)2.后者再� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

我国从澳大利亚进口的某高炉生铁（用A表示）的成分如下（其余是铁）：

C	Si	Mn	P	S
4.070%	2.900%	0.495%	0.165%	0.010%

（1）称取100.000g A经过一系列处理(最后一步是在空气中灼烧)后，锰全部转变为某种氧化物，其质量为0.687g，则其化学式为         。
（2）磷肥的肥效以相当含P₂O₅多少来表示。炼钢时，P元素形成炉渣Ca₃(PO₄)₂，后者再与浓硫酸反应制得普通过磷酸钙［即普钙，成分是CaSO₄、Ca(H₂PO₄)₂和少量其它杂质］。若某普钙中Ca(H₂PO₄)₂的质量分数为45.25%，则含P₂O₅的质量分数至少是           %。
（3）锰的质量分数为30%的高锰钢有很好的性能，可制作火车车轮。将A冶炼成含碳0.4%、含锰30%的高锰钢（设铁无损耗，其它杂质已除去，可补充锰），则100吨A可制得高锰钢              吨。
（4）某炼钢厂的烟尘成分和质量分数如下表：

	FeO	Fe₂O₃	CaO
烟尘煅烧前（%）	86.40	4.00	9.60

为了减少烟尘的排放，将烟尘与CO混合后在空气中煅烧，得到铁的氧化物和CaO的烧结物，其中CaO的质量分数为8.92%（金属元素无损耗），烧结物分离出CaO后，若铁的氧化物中只有两种物质组成，则铁的氧化物的组成和物质的量之比如何？

（1）Mn₃O₄（2分）
（2） 27.46
（3）132.701（3分）
（4）反应后固体混合物中 n(Fe):n(O)=1：1.4
①若是FeO和Fe₂O₃的混合物，则它们的物质的量之比为1：2；
②若是Fe₃O₄和Fe₂O₃的混合物，则它们的物质的量之比为1：1；

解析试题分析：（1）100.000g A含有Mn的质量=100.000g×0.495%=0.495g，所得Mn_xO_Y中O元素的质量=0.687g-0.495g=0.192g，则：x：y="0.495/55" :0.192/16=3：4，故该氧化物的化学式为Mn₃O₄，故答案为：Mn₃O₄；
（2）将Ca（H₂PO₄）₂改写CaH₄O₃?P₂O₅，含P₂O₅的质量分数═45.25%×142/234=27.46%，普钙中还可能还有Ca₃（PO₄）₂，所以用P₂O₅表示的质量分数还可能大于27.46%，故P₂O₅的质量分数≥27.46%，故答案为：≥27.46%；
（3）令可以生成高锰钢y吨，根据Fe元素质量不变，则：y×（1-30%-0.4%）=100×（1-4.070%-2.9%-0.495%-0.165%-0.010%）解得：y=132.701，故答案为：132.701；
（4）假设烟尘煅烧前烟尘的质量为100g，则n（FeO）=1.2mol，n（Fe₂O₃）=0.025mol，Fe元素物质的量=1.2mol+0.05mol=1.25mol，其质量=1.25mol×56g/mol=70g，烟尘煅烧前后Fe元素的质量不变．煅烧后CaO的质量也不变，煅烧后物质的质量=100*9.6%/8.92%=107.6g，其中O元素的质量=107.6g×（1-8.92%）-70g=28.0g，n（O）=28/16=1.75mol，反应后固体混合物中 n（Fe）：n（O）=1.25mol：1.75mol=1：1.4，故烟尘煅烧后铁的氧化物的平均组成为FeO_1.4。铁的常见氧化物有FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄，①若是FeO和Fe₂O₃的混合物，令FeO和Fe₂O₃的分别为xmol、ymol，则(X+3Y)/(X+2Y)=1.4，整理得x：y=1：2，故FeO和Fe₂O₃的物质的量之比为1：2；②若是Fe₃O₄和Fe₂O₃的混合物，令Fe₃O₄和Fe₂O₃的xmol、ymol，则(4X+3Y)/(3X+2Y)=1.4，整理得x：y=1：1，故Fe₃O₄和Fe₂O₃的物质的量之比为1：1；③若是FeO和Fe₃O₄的混合物，不符合平均组成，不合理；④若是FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄的混合物，利用极限法判断，若FeO和Fe₂O₃的混合物，Fe₂O₃的含量最高为2/3=66.7%，若为Fe₃O₄和Fe₂O₃的混合物，Fe₂O₃的含量最低为1/2=50%，故50%＜Fe₂O₃的物质的量分数＜66.7%，答：①若是FeO和Fe₂O₃的混合物，则它们的物质的量之比为1：2；②若是Fe₃O₄和Fe₂O₃的混合物，则它们的物质的量之比为1：1；③若是FeO和Fe₃O₄的混合物，不合理；④若是FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄的混合物，50%＜Fe₂O₃的物质的量分数＜66.7%。
考点：本题以炼铁为载体，考查物质的组成相关计算及平均值法的应用，题目难度较大，是对学生综合能力的考查。

练习册系列答案

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铝灰的回收利用方法很多，现用含有Al₂O₃，SiO₂和少量FeOxFe₂O₃的铝灰制备Al₂(S₀₄)318H₂O，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）加入过量稀H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是______________。
（2）流程中加人的KMnO₄也可用H₂O₂代替，若用H₂O₂发生反应的化学方程式为_______________。
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步骤③的目的是__________________________________________________________；若在该浓度下除去铁的化合物，调节pH的最大范围是___________。
（4）已知当pH=2时，Fe³^＋开始沉淀的浓度为_______________。
（5）操作④发生反应的离子方程式为__________________________________________；为了验证该操作所得固体中确实含有MnO₂，可选用的试剂是_________或_________。
（6）操作⑤“一系列操作"，下列仪器中不需用的是___________（填序号）。

向20 mL 某浓度的AlCl₃溶液中滴入2 mol·L^－1的NaOH溶液时，所得的沉淀质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示：

（1）图中A点表示的意义是______________。
（2）最大沉淀量是______________g。
（3）B点表示的意义是______________。
（4）所用AlCl₃溶液的物质的量浓度是______________。
（5）当所得沉淀量为0.39克时，用去NaOH溶液的体积是_____ mL 或_______ mL。

工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂(SO₄)₃、TiOSO₄，可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下：

已知：TiOSO₄可溶于水，在水中电离为TiO²⁺和SO₄^2-。请回答下列问题：
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金属铜不溶于稀硫酸，但可溶于铁盐溶液。现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中，铜片完全溶解（不考虑盐的水解及溶液体积的变化）。
（1）写出铜溶解于上述混合溶液的离子方程式_______________________________________。
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（3）若欲在如图所示的装置中发生（1）中的反应，则：X极是（正、负极），电极反应式。Y极的材料是，电极反应式。

用含有Al₂O₃及少量Fe₂O₃和SiO₂的铝土矿制备净水剂——液体聚合硫酸铝铁，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
I．向铝土矿中加入过量H₂SO₄后，加热、搅拌、过滤。
II．向滤液中加入一定量的FeSO₄·7H₂O和双氧水。
III．向溶液中加入Ca(OH)₂固体，调节溶液的pH约为1，过滤。
IV．加入稳定剂，加热，得到产品。
（1）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的离子方程式是___________。
（2）步骤I中过滤得到的滤渣成分是________（填化学式）。
（3）步骤I 中H₂SO₄的浓度与反应温度会影响铁与铝的浸出率。根据下图分析，步骤I 中H₂SO₄浓度的适宜范围是__________，反应的适宜温度是_________。

（4）步骤II中增大n(Fe³⁺)的离子方程式是_________。
（5）步骤III得到碱式硫酸铝铁[AlFe(OH)_n(SO₄)_m]的溶液，则步骤II中应增大n(Fe³⁺)到
n(Al³⁺)﹕n(Fe³⁺)= 。
（6）研究表明，液体聚合硫酸铝铁的纯度越高，净水效果越好。已知：
一些物质在20℃时的溶解度

物质	Ca(OH)₂	CaSO₄	Na₂SO₄
溶解度/g	0.153	0.258	19.5

结合表中数据，解释步骤III中使用Ca(OH)₂而不用NaOH的原因__________。
（7）铝土矿也可用于冶炼金属Al。以金属Al作阳极，稀硫酸作电解液，通过电解会使金属Al的表面生成致密坚硬的氧化膜，其电极反应式是_________。

现有含FeCl₂杂质的氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O），为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按下图所示步骤进行提纯：

已知H₂O₂、KMnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有强氧化性，要将溶液中的Cu²^＋、Fe²^＋、Fe³^＋沉淀为氢氧化物，需溶液的pH分别为6.4、6.4、3.7。
请回答下列问题 [（1）~（2）小题填标号] ：
（1）本实验最适合的氧化剂X是__________
A．K₂Cr₂O₇           B．NaClO            C．H₂O₂D．KMnO₄
（2）物质Y不可以是___________
A．CuO             B．CuCl₂             C．Cu（OH）₂D．CuCO₃
（3）若Y为Cu(OH)₂_，写出除去Fe³^＋的离子方程式：
（4）加入氧化剂的目的是_______________________________________。
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O？__________（填“能”或“不能”）。如不能，应如何操作？（如能，此空不填）_______________________________。

有关物质间转化关系如下图，试回答：

（1）转化①的反应条件为              .
（2）转化②的化学方程式为        .转化③的离子方程式为         .
（3）若转化⑤用于实验室制Al(OH)₃，则试剂A宜选择         （填名称）.
（4）向50 mL 3 mol·L^-1 AlCl₃溶液中滴加1 mol·L^-1 NaOH溶液，结果Al³⁺离子有1/3转化为Al(OH)₃沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为       mL。

明矾具有抗菌、收敛等作用，可作中药及净水剂等，4.74g的明矾晶体[KAl(SO₄)₂·12H₂O]受热脱水的过程中的热重曲线m~n(样品的质量随温度变化的曲线)如下。

请回答下列问题：
（1）试确定70℃时固体物质的化学式____________________ (要求写出推断过程)。
（2）写出200℃时发生反应的化学方程式______________________________。
（3）在770℃时充分灼烧，最后得到固体产物A及气体B，B能全部溶解在BaCl₂溶液中并形成白色沉淀；A可部分溶于水，过滤后得到固体C和滤液D，向D中加入BaCl₂溶液也能得到白色沉淀，将C置于适量的NaOH溶液中恰好反应得到澄清的溶液E。则n中固体成分是的_________，质量分别为__________B的化学式为________。

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