14.(2009年北京理综)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,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是_________________。

(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___________________

________________________________________________________________________。

(3)Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是___________________________________________

__________________________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是_______________________________________。

(4)Ⅳ中,通过检验SO来判断沉淀是否洗涤干净,检验SO的操作是__________

________________________________________________________________________。

(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是________kg。(摩尔质量/g·mol1:FeCO3 116 Fe2O3 160 FeO 72)

[解析] (1)注意配平。

(2)FeSO4属强酸弱碱盐,Fe2+水解,加硫酸显然是为了抑制Fe2+的水解。

(3)可分步理解:Fe2++HCO===FeCO3↓+H+,H++HCO===H2O+CO2↑。FeCO3的变化属信息方程式的书写,由Fe(OH)3的生成确定H2O、O2参与反应。

(4)属较常规的设问,平时的实验基础要扎实。

(5)FeCO3中的铁元素分别转移到Fe2O3、FeO中,根据铁元素守恒来解题。设产物中FeO、Fe2O3的物质的量分别为xy,则:72x+106y=316.8×103x+2y=464.0/116×103

解得:x=400 mol,y=1 800 mol,m(Fe2O3)=1 800 mol×160×103 kg/mol=288 kg。

[答案] (1)Fe+2Fe3+===3Fe2+

(2)加入硫酸,H+浓度增大,使Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe2+的水解

(3)Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O

4FeCO3+6H2O+O2===4Fe(OH)3+4CO2

(4)取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净 

(5)288.0

13.铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题:

(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为_________________________。

(2)由于氧化性Fe3+>Cu2+,氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式是____________________。

(3)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是____________________(用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去,其原因是________________________________________________________________________。

(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,若有1.5 mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是____________。

(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。

选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铁是地壳中含量最高的金属元素
铁是人类最早使用的金属材料
Ⅰ对;Ⅱ对;有
B
常温下铁与稀硫酸反应生成氢气
高温下氢气能还原氧化铁得到铁
Ⅰ对;Ⅱ对;无
C
铁属于过渡元素
铁和铁的某些化合物可用作催化剂
Ⅰ错;Ⅱ对;无
D
在空气中铁的表面能形成致密的氧化膜
铁不能与氧气反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有

[解析] (1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极发生的电极反应为:O2+2H2O+4e===4OH

(2)Fe3+氧化Cu而腐蚀印刷电路铜板:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+

(3)Fe3+水解产生具有吸附作用的Fe(OH)3胶体而净水:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,在酸性条件下,由于H+抑制了Fe3+的水解,无法产生Fe(OH)3胶体,故不能使悬浮物沉降除去。

(4)1 mol Fe3O4参与反应时,需4 mol CO,根据4 mol CO可得转移8 mol电子,所以1.5 mol Fe3O4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8 mol=12 mol。

(5)选项A,地壳中含量最高的金属元素Al元素,而不是Fe元素,由于铁是活泼金属,需通过冶炼方法获得,所以Fe不是人类最早使用的金属材料,陈述Ⅰ、Ⅱ错误,且二者没有因果关系。选项B,Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2,但在高温条件下,H2还原性很强,又能还原Fe2O3而得Fe,所以Ⅰ、Ⅱ均正确,二者无因果关系。选项C,铁是过渡元素的说法正确。选项D,铁在空气中不能形成致密的氧化膜,且Fe可与纯净的O2反应生成Fe3O4

[答案] (1)O2+2H2O+4e===4OH

(2)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+

(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ 酸性环境中,H+抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体

(4)12 mol (5)B

12.下图是无机物A-M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中,I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属,K是一种红棕色气体。

请填写下列空白:

(1)在周期表中,组成单质G的元素位于第________周期第________族。

(2)在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。

(3)在反应②③⑥⑨中,既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是________(填写序号)。

(4)反应④的离子方程式是__________________________________________。

(5)将化合物D与KNO3、KOH共融,可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾),同时还生成KNO2和H2O。该反应的化学方程式是____________________________。

[解析] 解推断题的关键是“特殊”“关系”。K是一种可由氧气与L反应而得到的红棕色气体,可推知K是NO2,继而推出J溶液为硝酸溶液。由FeS2①O2A②O2B③H2OC的溶液,可推出:A为SO2,B为SO3,C为H2SO4。由于FeS2+O2―→A(SO2)+D,可知D为Fe的氧化物。由于F⑤NaOHE⑥,D,可推出:E为Fe(OH)3,D为Fe2O3。结合I为第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属,可知I为金属铝。2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,而G与HNO3生成NO及M溶液,则G为金属铁,H为Al2O3,M可能为Fe(NO3)2或Fe(NO3)3。由于M能与C溶液(H2SO4)反应,则M只能为Fe(NO3)2。综上所述:A为SO2,B为SO3,C为H2SO4,D为Fe2O3,E为Fe(OH)3,F的溶液为Fe2(SO4)3与Fe(NO3)3的混合溶液,G为Fe,H为Al2O3,I为Al,J为HNO3,K为NO2,L为NO,M为Fe(NO3)2

[答案] (1)四(或4) Ⅷ (2)1∶2 (3)③

(4)3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O

(5)Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O

 0  8668  8676  8682  8686  8692  8694  8698  8704  8706  8712  8718  8722  8724  8728  8734  8736  8742  8746  8748  8752  8754  8758  8760  8762  8763  8764  8766  8767  8768  8770  8772  8776  8778  8782  8784  8788  8794  8796  8802  8806  8808  8812  8818  8824  8826  8832  8836  8838  8844  8848  8854  8862  447348 

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