题目内容

大型钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl－，可用下述方法处理该废液，回收盐酸，制备氧化铁涂料。

（1）单质X的化学式是                       。
（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化氢气体和氧化铁粉末。有关的化学方程式为：
                                                     
                                                     
                                                     
（3）某种铁红涂料的成分中，除含有Fe2O3外，还添加有CuO或FeO中的一种。请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质。
①提出合理假设
假设1：添加了CuO。   假设2：添加了FeO。
②基于假设        （填“1”或“2”），设计实验方案，进行实验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。
限选实验试剂：铁粉、3mol?L－1H2SO4、0.01 mol?L－1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液
操作步骤
预期现象和结论
步骤1．取少量样品于试管中，_________________
____________________________________________
 
___________________________
步骤2．
____________________________________________
 
___________________________
 
（4）用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的氯化氢气体可得到盐酸。请计算：用1000g水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到36.5%的浓盐酸？（写出计算过程，结果可用数学表达式表示，不必化简）。
（16分）
（1）Fe                                         （1分）
（2）FeCl2 + 2H2OFe(OH)2 + 2HCl              （1分）
4Fe(OH)2 + O2 +2H2O =" 4" Fe(OH)3                          （1分）
2Fe(OH)3Fe2O3 + 3H2O                     （1分，漏写条件不得分）
（或：4FeCl2+4H2O+O22 Fe2O3+8HCl          （3分，漏写条件得2分）
（3）假设1    （1分）
（以下每空2分，共8分）
实验操作
预期现象和结论
步骤1：加入足量的3mol?L－1H2SO4，充分振荡。
样品全部溶解
步骤2：取少许溶液于试管中，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol?L－1H2SO4，充分振荡。
试管中出现红色固体，说明试样中有CuO
 
（评分说明）步骤1：未加“足量”和“充分振荡”扣1分。
步骤2中方案为“加足量10%NaOH溶液，如果出现蓝色沉淀，说明试样中有CuO”，则步骤2和结论得0分，因为有Fe3+和H+干扰，不一定能观察到蓝色沉淀。
或：假设2    （1分）
实验操作
预期现象和结论
步骤1：加入足量的3mol?L－1H2SO4，充分振荡。
样品全部溶解
步骤2：取少许溶液于试管中，逐滴加入0.01 mol?L－1酸性KMnO4溶液
如果紫红色褪去，说明试样中有FeO；
 
（评分说明）步骤1：未加“足量”和“充分振荡”扣1分。
步骤2中，用KSCN与H2O2的组合检验Fe2+，步骤2和结论得0分，因为有 Fe3+干扰。
（4）（3分）设所需的HCl体积为xL，则
(36.5x/22.4)/(1000+ 36.5x/22.4) ×100%=36.5%   （2分。正确列式得2分）
解得x= 22400/63.5(L)=352.89(L)                      （1分，其它正确的答案也得分）

试题分析：（1）根据除去旧杂质不引入新杂质原则，Fe+2H+=Fe2++H2↑，因此除酸步骤选择的单质X一定是过量的铁粉或铁屑；（2）氯化亚铁是强酸弱碱盐，能水解，且其水解反应是吸热反应，因此高温能使其彻底水解，生成氢氧化亚铁和氯化氢；氯化氢气体逸出，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁；氢氧化铁焙烧时分解，生成氧化铁和水；根据上述三步反应可以得到总反应式；（3）若假设1成立，Fe2O3、CuO都是难溶于水的碱性氧化物，不能直接选择试剂检验CuO的存在，必须先用足量稀硫酸溶解配成硫酸铁、硫酸铜溶液；再根据金属活动性顺序表和铁盐、铜盐的性质，Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，因此加入过量的铁粉，充分反应后析出红色固体，说明样品中含有CuO；而选择NaOH溶液或观察溶液的颜色都不行，因为铁离子对铜离子的检验造成干扰；若假设2成立，Fe2O3、FeO都是难溶于水的碱性氧化物，不能直接选择试剂检验FeO的存在，必须先用足量稀硫酸溶解配成硫酸铁、硫酸亚铁溶液；再根铁盐、亚铁盐的性质，铁盐溶液不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而亚铁盐溶液则能，反应为5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，因此加入少量酸性高锰酸钾溶液，充分反应后溶液褪色，说明样品中含有FeO；不能选择KSCN和双氧水检验，因为铁离子会干扰亚铁离子的检验；（4）设所需的HCl体积为xL，由于n=V/22.4L?mol－1、m=n?M、m(溶液)=m(溶质)+m(水)、w(溶质)=m(溶质)/m(溶液)×100%，则(36.5x/22.4)/(1000+ 36.5x/22.4) ×100%="36.5%" ，解得x= 22400/63.5(L)=352.8(L)。
练习册系列答案
相关题目
下列叙述正确的是
A．将FeCl3溶液加热蒸干得到FeCl3固体
B．向Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸，无明显现象
C．向氢氧化镁悬浊液中滴加FeCl3溶液，无明显现象
D．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终沉淀转化成红褐色
（10分）某氯化铁样品含有FeCl2杂质。现要测定其中铁元素的质量分数，实验按以下步骤进行：

（1）操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有________________________（填仪器名称）。
（2）写出加入氯水发生反应的离子方程式____________________。
（3）检验沉淀已经洗涤干净的操作及现象是______________________________________
___________________________________________________________________________。
（4）坩埚质量为W1g，加热后坩埚与红棕色固体总质量为W2g，则样品中铁元素的质量分数是____________________（列出原始算式，不需化简）；若称量准确而最终测量的结果偏大，则造成误差的原因可能是_____________________（写出一种原因即可）。
绿矾（FeSO4·7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

查询资料，得有关物质的数据如下表：
25℃时
pH值
饱和H2S溶液
3.9
SnS沉淀完全
1.6
FeS开始沉淀
3.0
FeS沉淀完全
5.5
 
（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+，最好选用的试剂为          。
A．KSCN溶液     B．NaOH溶液    C．KMnO4溶液     D．苯酚溶液
（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是        ；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是        。
（3）操作IV的顺序依次为        、冷却结晶、        。
（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②        。
（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a.称取2.850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为         （填仪器名称）。
②判断此滴定实验达到终点的方法是                      。
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为             。
I．铁是人体必须的微量元素，绿矾（FeSO4·7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成份。
（1）FeSO4溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀，其发生反应的离子方程式是          ；实验室在配制FeSO4溶液时常加入     以防止其被氧化，请你设计一个实验证明FeSO4溶液是否被氧化             。
（2）测定绿矾样品含量的实验步骤：
a. 称取5.7g样品，溶解，配成250mL溶液
b.量取25mL待测溶液于锥形瓶中
c.用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为40mL
根据以上步骤回答下列问题：
①用硫酸酸化的KMnO4滴定终点的标志是          。
②计算上述产品中FeSO4·7H2O的质量分数为          。
II．硫酸亚铁铵（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，常用于代替硫酸亚铁。
（3）硫酸亚铁铵不易被氧化的原因          。
（4）为检验分解产物的成份，设计如下实验装置进行实验，加热A中硫酸亚铁铵至分解完全。

①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是          。
②装置B中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成，若含有该气体，观察到的观象为          。
③实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为          （用离子方程式表示）
铜是一种与人类关系非常密切的有色金属。常温下，Cu2+在溶液中稳定，Cu+在酸性条件下易发生歧化反应：2Cu+=Cu2++Cu；大多数+1价铜的化合物是难溶物，如：Cu20、Cul、CuCl、CuH 等。
（1）在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液，可能发生的反应有：
2Cu2++4I-=2CuI↓（白色）+I2; 2Cu2++4I-+2Cl-=CuCl↓（白色）+I2
已知：常温下Ksp(CuCl)=1.20×10-6(mol/L)2; Ksp(CuI)=5.06×10-12(mol/L)2。由此推断上述反应生成主要沉淀物的化学式是______。
（2）向CuH中加入过量稀HC1，有气体生成，该反应的离子方程式为______。
（3）将冰铜（由Cu2S和FeS熔合成含Cu 18%—20%的一种物质）加入熔剂，在髙温下吹入空气，冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应生成粗铜。上述两个反应的化学方程式分别是______、______。
（4）常温下，向0.20 mol ? L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，生成浅蓝色氢氧化铜沉淀，当溶液的pH = 6时，c(Cu2+)=______mol.L?1。[已知：Ksp(CuI)=2.2×10-20(mol/L)3]
（5）将0.80 gCuSO4 ? 5H2O样品加热分解，其脱水过程中固体质量随温度的变化如下图所示。

请确定110°C时固体物质的化学式____________。（要求写出推断过程）
三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下：
查阅资料：Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
提出假设
假设1：红色粉末是Fe2O3；
假设2：红色粉末是Cu2O；
假设3：                                。
设计探究实验
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。   
(1)若假设1成立，则实验现象是                                       。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法是否合理，简述你的理由：                                           
                                                                      。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是              ，写出发生反应的离子方程式                                           。
FeS2结构类似于Na2O2，与酸反应时生成H2S2，H2S2类似于H2O2，易分解。实验室用稀盐酸制取H2S时，某学生误将FeS2颗粒当作FeS使用，当FeS2反应完后，不可能生成的物质是：(   )
A．H2SB．SC．FeSD．FeCl2
将3.20 g Cu跟10.0 mol/L的硝酸30.0 mL充分反应，还原产物中有NO和NO2 。若反应后溶液中有a mol H+，则此时溶液中NO3- 的物质的量为
A．a/2 molB．2a molC．0.100 a molD．(a + 0.100) mol

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