摘要:铁元素的原子在化学反应中.当遇弱氧化剂(如S.H+.Cu2+.I2等)时.铁只能失去最外层的两个电子.而生成+2价铁的化合物.当遇到强氧化剂(如Cl2.Br2.HNO3等)时.铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.

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已知D、H是常见的非金属单质,其中H是黄绿色气体.J是一种金属单质,J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定.D、J元素在周期表中同主族,D是形成化合物种类最多的元素.A、C是金属氧化物,C和J均是某种常见电池的电极材料,B与C反应时,每生成1mol H同时消耗4mol B和1mol C.它们之间的关系如图:
(1)写出物质A的化学式
Fe3O4
Fe3O4

(2)写出反应②的化学方程式
PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O
PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O

(3)由金属氧化物A和C得到其相应的金属单质,在冶金工业上一般可用
方法(填序号).
①热分解法      ②热还原法       ③电解法
其中从A得到其相应金属也可以用铝热法,若反应中lmolA参加反应,转移电子的物质的量为
8
8
mol.
(4)用C、J作电极,与硫酸构成如图所示电池,工作时电池发生的总反应式为
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
,当反应转移1mol电子时,溶液中消耗H+的物质的量为
2
2
mol.
(5)向框图中的红褐色透明液体K中逐滴滴入HCl溶液.可以观察到先产生红褐色沉淀,后红褐色沉淀溶解,请解释原因
开始加盐酸时,氢氧化铁胶体遇电解质发生聚沉,再继续滴加则氢氧化铁沉淀与盐酸发生酸碱中和反应,沉淀溶解
开始加盐酸时,氢氧化铁胶体遇电解质发生聚沉,再继续滴加则氢氧化铁沉淀与盐酸发生酸碱中和反应,沉淀溶解

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(2012?海淀区一模)工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示.钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价.

已知:TiOSO4遇水会水解.
(1)步骤②中,用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为
2Fe3++Fe═3Fe2+
2Fe3++Fe═3Fe2+

(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的
b
b
(填字母序号).
a.熔沸点差异           b.溶解性差异          c.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是
过滤
过滤
(填操作名称).
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:
溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,当加入热水稀释、升温后,
平衡正向移动,生成H2TiO3
溶液中存在平衡:TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+,当加入热水稀释、升温后,
平衡正向移动,生成H2TiO3

(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O

(6)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛.

①写出阳极所发生反应的电极反应式:
2O2--4e-═O2
2O2--4e-═O2

②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释)
制备TiO2时,在电解槽发生如下反应:2CaO═2Ca+O2↑,2Ca+TiO2
 一定条件 
.
 
Ti+2CaO,由此可见,CaO的量不变;
制备TiO2时,在电解槽发生如下反应:2CaO═2Ca+O2↑,2Ca+TiO2
 一定条件 
.
 
Ti+2CaO,由此可见,CaO的量不变;
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铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:

回答下列有关问题:

(1)铁元素在周期表中的位置是___________________________。

(2)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①的转化,要求产物纯净,可选用的试剂是________(选填序号)。

A.Cl2          B.Fe          C.HNO3          D.H2O2

(3)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S(CuFeS2中S为-2价),下列说法正确的是________(选填序号)。

A.从物质分类的角度看,黄铜矿属于合金

B.反应中,所有铁元素均被还原

C.反应中,CuFeS2 既作氧化剂又作还原剂

D.当转移1 mol电子时,46 g CuFeS2参加反应

(4)下述反应中,若FeSO4和O2的系数比为2︰1,试配平下列方程式:

   FeSO4 +   K2O2 →   K2FeO4 +   K2O +   K2SO4 +   O2

(5)向某稀HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉,产生无色气体,   该气体遇空气变红棕色,溶液中Fe2+浓度和加入Fe粉的物质的量之间的关系如右图所示。则混合溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为__________。

(6)某同学将铁与水蒸气高温反应后的固体物质溶解在过量盐酸中,如何判断所得溶液中是否含有Fe3+ ? ___________________________________________________________。

 

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铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:

回答下列有关问题:
(1)铁元素在周期表中的位置是___________________________。
(2)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①的转化,要求产物纯净,可选用的试剂是________(选填序号)。
A.Cl2          B.Fe          C.HNO3         D.H2O2
(3)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S(CuFeS2中S为-2价),下列说法正确的是________(选填序号)。
A.从物质分类的角度看,黄铜矿属于合金
B.反应中,所有铁元素均被还原
C.反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
D.当转移1 mol电子时,46 g CuFeS2参加反应
(4)下述反应中,若FeSO4和O2的系数比为2︰1,试配平下列方程式:
FeSO4 +  K2O2 →  K2FeO4 +  K2O +  K2SO4 +  O2
(5)向某稀HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉,产生无色气体,  该气体遇空气变红棕色,溶液中Fe2+浓度和加入Fe粉的物质的量之间的关系如右图所示。则混合溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为__________。

(6)某同学将铁与水蒸气高温反应后的固体物质溶解在过量盐酸中,如何判断所得溶液中是否含有Fe3+? ___________________________________________________________。

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铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:

回答下列有关问题:
(1)铁元素在周期表中的位置是___________________________。
(2)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①的转化,要求产物纯净,可选用的试剂是________(选填序号)。
A.Cl2          B.Fe          C.HNO3         D.H2O2
(3)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S(CuFeS2中S为-2价),下列说法正确的是________(选填序号)。
A.从物质分类的角度看,黄铜矿属于合金
B.反应中,所有铁元素均被还原
C.反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
D.当转移1 mol电子时,46 g CuFeS2参加反应
(4)下述反应中,若FeSO4和O2的系数比为2︰1,试配平下列方程式:
FeSO4 +  K2O2 →  K2FeO4 +  K2O +  K2SO4 +  O2
(5)向某稀HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉,产生无色气体,  该气体遇空气变红棕色,溶液中Fe2+浓度和加入Fe粉的物质的量之间的关系如右图所示。则混合溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为__________。

(6)某同学将铁与水蒸气高温反应后的固体物质溶解在过量盐酸中,如何判断所得溶液中是否含有Fe3+? ___________________________________________________________。
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