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在Fe
2
O
3
中，铁元素与氧元素的质量比为
[ ]
A．2：3
B．7：3
C．7：2
D．3：7
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B
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在FeO、Fe
2
O
3
、Fe
3
O
4
三种化合物中，与等质量铁元相结合的氧元素的质量比是（ ）
A．6：9：8
B．12：8：9
C．2：3：6
D．1：3：4
（2011?丹阳市二模）某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO
2
．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
【查阅资料】
资料一：Fe粉和Fe
3
O
4
粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe
3
O
4
中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe
2
O
3
的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe
3
O
4
、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案
实验现象
甲
取少量黑色物质用磁铁吸引
黑色物质全部被磁铁吸引
乙
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中
无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中
无任何现象
【实验结论】
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe
3
O
4
；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe
3
O
4
+8HCl═FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
Fe
3
O
4
+8HCl═FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
；
【拓展探究】同学们对Fe
3
O
4
产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe
3
O
4
粉的工艺流程简图．
【生产流程】
【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：
温度/℃
0
10
30
50
60
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.3
33.0
30.5
27.0
资料二：Fe（OH）
2
受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）
2
+2H
2
O+O
2
=4Fe（OH）
3
资料三：获得Fe
3
O
4
的反应原理为：Fe（OH）
2
+2Fe（OH）
3
△
.
Fe
3
O
4
+4H
2
O
【问题讨论】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
；
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量[或防止Fe（OH）
2
完全转化为Fe（OH）
3
]
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量[或防止Fe（OH）
2
完全转化为Fe（OH）
3
]
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）
2
和Fe（OH）
3
的最佳质量比为
90：214（或45：107）
90：214（或45：107）
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
【查阅资料】
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe
2
O
3
和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe
3
O
4
，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe
3
O
4
中可能含有的杂质是Fe
2
O
3
和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe
3
O
4
样品进行了下列实验：
【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe
3
O
4
样品中的杂质．B中的最佳试剂是_
②
②
（填序号）．
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③
将装置中的CO
2
送入NaOH溶液中
将装置中的CO
2
送入NaOH溶液中
．
（3）乙组同学认为B装置反应前后的
质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（右图）．
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
．
（2）通过计算确定：该Fe
3
O
4
样品中含有的杂质是
Fe
2
O
3
Fe
2
O
3
，其中含Fe
3
O
4
的质量是
20.88
20.88
g．（不需要写过程）
铁、铝、铜是日常生活中使用最广泛的金属．
（1）上述三种金属中，人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，原因是
B
B
（填序号）．
A．三者在地壳中的含量，铜元素最高，铝元素最低
B．三者的金属活动性，铜元素最弱，铝元素最强
C．在自然界中，铜元素主要以单质形式存在，铝元素以化合物形式存在
（2）常温下一些金属的物理性质数据如下：
金属单质
铜
铝
锌
铁
铅
导电性（以银的导电性为100作标准）
99
61
27
17
7.9
密度/（g?cm
-3
）
8.92
2.70
7.14
7.86
11.3
熔点/℃
1083
660
419
1535
328
硬度（以金刚石的硬度为10作标准）
2.5～3
2～2.9
2.5
4～5
1.5
分析上述数据，碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，原因是
铁的硬度较大，密度较大
铁的硬度较大，密度较大
．
（3）金属活动性顺序在运用中给我们三条判断依据，即在金属活动性顺序里：
（1）金属的位置越靠前它的活动性就越强；
（2）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
（3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来．
通过查阅资料我发现金属铝与氧化铜在高温条件下能发生置换反应，其化学方程式为
2Al+3CuO
高温
.
3Cu+Al
2
O
3
2Al+3CuO
高温
.
3Cu+Al
2
O
3
，由此我发现了一条新的判断依据
在高温条件下，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的氧化物里置换出来
在高温条件下，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的氧化物里置换出来
．
（4）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应．在实验室里，可用右图所示装置进行实验：实验中玻璃管内的粉末由红色变为
黑
黑
色，该反应的化学方程式为
3CO+Fe
2
O
3
高温
.
2Fe+3CO
2
3CO+Fe
2
O
3
高温
.
2Fe+3CO
2
，通过实验我可以得出的一氧化碳的相关化学性质是
可燃性、还原性、毒性
可燃性、还原性、毒性
．
（5）工业上火法炼铜的一个主要反应是 Cu
2
S+O
2
高温
.
2Cu+SO
2
Cu
2
S中铜元素的质量分数为
64×2
64×2+32
× 100
%=80%；
64×2
64×2+32
× 100
%=80%；
（写出算式）．
用500吨含Cu
2
S 80%的铜矿石，理论上可以炼出多少吨铜？（请写出详细的计算过程，分步给分，计算结果保留一位小数）
某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO
2
．他们不禁产生了疑问：课本上册124页的实验中，CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
[查阅资料]
资料一：Fe粉和Fe
3
O
4
粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe
3
O
4
中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe
2
O
3
的形式表示；
[提出猜想]黑色物质可能是Fe
3
O
4
、FeO和Fe粉中的一种或几种．
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案
实验现象
甲
取少量黑色物质用磁铁吸引
黑色物质全部被磁铁吸引
乙
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中
无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中
无任何现象
[实验结论]
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe
3
O
4
；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe
3
O
4
+8HCl=FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
Fe
3
O
4
+8HCl=FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
；
[拓展探究]同学们对Fe
3
O
4
产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe
3
O
4
粉的工艺流程简图．
[生产流程]
[查阅资料]
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃
0
10
30
50
60
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.3
33.0
30.5
27.0
资料二：Fe（OH）
2
受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）
2
+2H
2
O+O
2
=4Fe（OH）
3
资料三：获得Fe
3
O
4
的反应原理为：Fe（OH）
2
+2Fe（OH）
3
△
.
Fe
3
O
4
+4H
2
O
[问题讨论]
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
．
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）
2
和Fe（OH）
3
的最佳质量比为
90：214
90：214
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
[查阅资料]
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe
2
O
3
和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe
3
O
4
，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
[提出猜想]Fe
3
O
4
中可能含有的杂质是Fe
2
O
3
和FeO中的一种或两种．
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe
3
O
4
样品进行了下列实验：
[实验分析]因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe
3
O
4
样品中的杂质．
B中的最佳试剂是
②
②
（填序号）
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止
防止爆炸
防止爆炸
；
②停止加热后，继续通CO气体，防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
，以及B中的溶液倒吸入A中；
在本实验中，CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中
．
（3）尾气如何处理？
点燃
点燃
．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（如图）
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
；
（2）通过分析计算确定：该Fe
3
O
4
样品中含有的杂质是
Fe
2
O
3
Fe
2
O
3
．（不需要写过程）
（2012?崇明县二模）人类的生产和生活都离不开金属．
（1）金属元素在自然界中分布很广，地壳中含量最多的金属元素是
Al（或铝）
Al（或铝）
；
（2）铁是应用最广泛的金属，铁锈（主要成分Fe
2
O
3
）中铁元素以
化合态
化合态
（填“游离态”或“化合态”）存在；稀硫酸除铁锈的反应方程式为
Fe
2
O
3
+3H
2
SO
4
=Fe
2
（SO
4
）
3
+3H
2
O
Fe
2
O
3
+3H
2
SO
4
=Fe
2
（SO
4
）
3
+3H
2
O
；
（3）在CuSO
4
和ZnSO
4
的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀硫酸，没有气泡产生，则滤出的固体是
铜
铜
（填名称），滤液中一定含有的溶质为
FeSO
4
、ZnSO
4
FeSO
4
、ZnSO
4
（用化学式表示），有关反应的化学方程式为
Fe+CuSO
4
=FeSO
4
+Cu
Fe+CuSO
4
=FeSO
4
+Cu
．
关 闭
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质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是
铁、铝、铜是日常生活中使用最广泛的金属．
