题目内容
【题目】以赤铁矿（主要成分为60.0%Fe2O3,杂质有3.6%FeO，Al2O3，MnO2，CuO等）为原料制备高活性铁单质的主要生产流程如图所示：
已知部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表所示, 请回答下列问题：
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
pH | 3.4 | 5.2 | 9.7 | 6.7 |
（1）将操作Ⅰ后所得的MnO2与KClO3、KOH溶液混合共热,可得到K2MnO4,此反应的化学方程式是____________________________。
（2）将pH控制在3.6的目的是_______。已知25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,该温度下反应Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+的平衡常数K=_______。
（3）加入双氧水时反应的离子方程式为_______。
（4）利用氨气在500℃以上分解得到的氮原子渗透到铁粉中可制备氮化铁（FexNy），若消耗氨气17.0g，消耗赤铁矿石1Kg,写出该反应完整的化学方程式：_______________。
【答案】 3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O 使Fe3+完全沉淀而其他离子不沉淀 5.0×10-9 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 16Fe+2NH3
2Fe8N+3H2
【解析】分析：赤铁矿（主要成分为60.0%Fe2O3,杂质有3.6%FeO，Al2O3，MnO2，CuO等）加稀硫酸溶解，金属氧化物转化为金属阳离子，二氧化锰不溶，再加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，调节PH=3.6生成氢氧化铁沉淀，过滤，灼烧氢氧化铁生成氧化铁，再用氢气还原得铁单质，结合有关物质的性质和问题解答该题。
详解：（1）MnO2与KClO3、KOH溶液混合共热，可得到K2MnO4，锰元素化合价升高，则氯元素化合价降低，产物有氯化钾，根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；
（2）根据表中数据可知，为保证铁离子全部沉淀的pH大于3.4，但为了不使其他金属离子沉淀，pH不能太大，即将pH控制在3.6的目的是使Fe3+完全沉淀而其他离子不沉淀；反应Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+的平衡常数K＝c2(H+)/c(Cu2+)＝c2(OH-)·c2(H+)/c2(OH-)·c(Cu2+)＝K2w/Ksp[Cu(OH)2]＝10-28/2×10-20＝5×10-9；
（3）双氧水氧化亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；
（4）1kg赤铁矿石含铁的物质的量为
，氨气的物质的量为17g÷17g/mol＝1mol，铁和氨气的物质的量之比是8：1，生成的氮化铁为Fe8N，根据质量守恒定律可知该反应的化学方程式为16Fe+2NH32Fe8N+3H2。
【题目】研究小组用下图装置制取Cl2，证明产生的气体中含有HCl。
（1）仪器A的名称为________；A中反应的离子方程式为________。
（2）甲同学将A中产生的气体通入下列溶液：
实验序号 | 试剂 | 现象 |
a | 紫色石蕊溶液 | |
b | AgNO3溶液 | 出现白色沉淀 |
①实验a中的现象为________。
②不能证明产生的气体中含有HCl的实验是________（填字母序号）。
（3）已知将HCl气体通入饱和食盐水中有白色固体析出。乙同学将A中产生的气体通入饱和食盐水中，有白色固体析出，但该实验不能证明气体中含有HCl，结合化学用语解释其原因：______________________________________。
（4）已知：2S2O32-+I2=== S4O62-+2I-。丙同学将A中产生的气体通入蒸馏水中，得到溶液X，进行以下实验证明气体中含有HCl。
I．测定X中溶解的Cl2。取25.00 mL溶液X，加入过量KI溶液，然后用0.04 molL-1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2，达滴定终点时消耗Na2S2O3溶液V mL。
II．测定X中Cl元素总量。另取25.00 mL溶液X，选用适当的还原剂将溶解的Cl2全部还原为Cl-，再用0.10 molL-1 AgNO3溶液滴定所得溶液中的Cl-。
①X中的HClO不会影响I的测定结果，原因是________。
②由I、II 中实验数据可证明A中产生的气体中含有HCl，则II中消耗0.10 molL-1 AgNO3溶液的体积应大于________mL（用含V的代数式表示）。
【题目】某化学活动小组按下图所示流程由粗氧化铜样品(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水硫酸铜。
已知Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋三种离子在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下图所示：
请回答下列问题：
(1)在整个实验过程中，下列实验装置不可能用到的是________(填序号)。
(2)溶液A中所含溶质为________；物质X应选用________(填序号)。
①氯水 ②双氧水 ③铁粉 ④高锰酸钾
(3)从溶液C中制取硫酸铜晶体的实验操作为______________________________。
(4)用“间接碘量法”可以测定溶液A(不含能与I－发生反应的杂质)中Cu2＋的浓度。过程如下：
第一步：移取10.00 mL溶液A于100 mL容量瓶中，加水定容至100 mL。
第二步：取稀释后溶液20.00 mL于锥形瓶中，加入过量KI固体，充分反应生成白色沉淀与碘单质。
第三步：以淀粉溶液为指示剂，用0.050 00 mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定，前后共测定三次，达到滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液的体积如下表：(已知：I2＋2S2O
===2I－＋S4O
)
滴定次数 | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
滴定前读数(mL) | 0.10 | 0.36 | 1.10 |
滴定后读数(mL) | 20.12 | 20.34 | 22.12 |
①CuSO4溶液与KI的反应的离子方程式为______________________________。
②滴定中，Na2S2O3标准溶液应放在________(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)中，滴定终点的现象是______________________________。
③溶液A中c(Cu2＋)＝________mol·L－1。