题目内容

固体X是由铁元素和C元素组成的化合物，铁元素与C元素的质量比为14：1．
（1）X的化学式为，X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是
 
．
（2）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：
①操作的名称分别是
 
．
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式
 
．
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,铁及其化合物的性质实验
专题：实验设计题
分析：（1）铁元素与碳元素的质量比为14：1，则求出元素的物质的量之比，再写出化学式；在高温下煅烧生成磁性的固体为Fe3O4，加过量盐酸反应；
（2）①由工艺流程可知，操作I是将固体与液体分离，应采取过滤的方法；
②在空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和CO2．
解答： 解：（1）铁元素与碳元素的质量比为14：1，设该化合物的化学式为FexCy，
则
56x
12y
=
14
1
，所以
x
y
=
3
1
，则X的化学式为Fe3C；Fe3C在高温下煅烧生成磁性的固体为Fe3O4，加过量盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和剩余的HCl，所以溶液中的阳离子为：Fe2+、Fe3+、H+；
故答案为：Fe3C；Fe2+、Fe3+、H+；
（2）①分离可溶物和不溶物用过滤，除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤，
故答案为：过滤、洗涤；
②在空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和CO2，其反应的化学方程式为：4FeCO3+O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4CO2；
故答案为：4FeCO3+O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+4CO2．
点评：本题考查铁及其化合物的性质、基本实验操作、方程式的书写等，题目难度不大，注意把握Fe3O4中Fe元素的化合价．
练习册系列答案
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铁路提速为鲜活水产品、新鲜水果和蔬菜的运输提供了有利条件．在鲜活鱼的长途运输中，必须考虑以下几点：水中需要保持适量的O2；及时除去鱼排出的CO2；防止细菌的大量繁殖．现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质是，其性质如下：
过氧化钠（Na2O2）：易溶于水，与水反应生成NaOH和O2；
过氧化钙（CaO2）：微溶于水，与水反应生成Ca（OH）2和O2．根据以上介绍，你认为运输鲜活水产品时选择
 
加入水中更好？因为
 
．
工业上可用黄铜矿（CuFeS2）冶炼铜，同时还可得到多种物质．
工业冶炼铜的化学方程式是：8CuFeS2+2lO2
 高温 
.
 
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
（1）CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是氧元素和
 
．
（2）用少量黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（主要含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）模拟制铁红（Fe2O3），进行如下实验．

①滤液中的阳离子有Fe3+、Fe2+、H+、
 
．
②为确认滤液中含Fe2+，下列实验方案和预期现象正确的是
 
（填序号）．
实验方案预期现象
a加NaOH溶液产生白色沉淀，变灰绿再变红褐
b先加KSCN溶液，再加氯水先无明显现象，后变红
c加酸性KMnO4溶液紫色褪去
d先加氯水，再加KSCN溶液溶液先变黄，再变红
③滤液在酸性条件下，与H2O2反应的离子方程式是
 
．
（3）冶炼铜过程中产生大量的SO2可用于制硫酸，尾气可用纯碱溶液吸收．已知用1L1mol/L的纯碱溶液吸收SO2，生成n（Na2SO3）：n（NaHSO3）=1：2，则吸收的SO2物质的量是
 
mol．
某化学兴趣小组将两份等质量的硫粉分别在空气、氧气中燃烧，放出的热量是一样多还是不一样多？经过讨论、综合，根据观点分成了两组．
A组：在该过程中参加反应的硫与氧气量相等，反应物和生成物具有的能量都相等，故放出的热量相等．
B组：硫粉在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，故在氧气中燃烧放出的热量多．
在老师的帮助下，他们决定用实验来探究其真相，在常温（25℃）下，实验过程如下（不考虑环境的影响）：
2称取质量相等的两份硫粉；
②取一份硫粉放在燃烧匙中，伸入弹式量热计（剖面示意图如图所示）的密封器中；
③在密封器中充满空气的条件下，用电火花引燃，测出反应后内层中水的最高温度为t1；
④取另一份硫粉放在燃烧匙中，在密封器中充满氧气的条件下，用电火花引燃，测出反应后内层中水的最高温度为t2；
回答下列问题：
（1）若A组观点正确，则t1
 
t2（填“＜”、“＞”或“=”）；
（2）根据实验所测数据显示：t1＞t2，这说明结论与
 
（填“与A组观点”、“B组观点”或“都不”）符合；若填都不符合，那么哪种情况放出热量多？
 
；
（3）请对t1＞t2这一现象做出合理的解释：
 
；
（4）通过这个实验同时说明，当条件相同、反应物与生成物的量相同时，反应放出或吸收的热量多少与反应的剧烈程度
 
（填“有关”或“无关”）．
工业上综合利用黄铜矿（CuFeS2）制备净水剂高铁酸钠（Na2FeO4）、铜及其化合物的工业流程如图所示：

（1）冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
 高温 
.
 
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO．若中CuFeS2铁元素的化合价为+2，
1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为
 
 mol．
（2）利用炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）制备高铁酸钠的方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；
②向滤液中加入足量H2O2溶液，再加入足量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、于燥得Fe（0H）3；
③Fe（OH）3与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠．
a．写出制取高铁酸钠的化学方程式：
 
；
b．验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为
 
．
（3）制备纳米氧化亚铜（Cu2O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu+H2O
 电解 
.
 
Cu2O+H2↑．铜棒上发生的电极反应式为
 
．
（4）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境．用NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32-）：n（HSO3-）变化关系如表：
n（SO
 
2-
3
）：n（HSO
 
-
3
）		91：91：11：91
PH（25℃）8.27.26.2
当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为是
 
．
从废钒催化剂（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）①中废渣的主要成分是
 
．
（2）②、③中的变化过程可简化为（下式中Rn+表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂的主要成分）：Rn+（水层）+nHA（有机层）?RAn　（有机层）+nH+（水层）；②中萃取时必须加入适量碱，其原因是
 
．③中反萃取时加入的X试剂是
 
．
（3）完成④中反应的离子方程式：ClO3-+VO2++H+=VO3++Cl-+
 

（4）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下：
Ph1.31.41.51.61.71.81.92.02.1
钒沉淀率/889293959595939087
根据上表数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为
 
；若钒沉淀率为90%时不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）＜
 
．（已知：25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10-39）
（5）写出废液Y中除H+之外的两种阳离子
 
．
由黄铜矿（主要成分是CuFeS2）炼制精铜的工艺流程示意图如图1：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物．该过程中两个主要反应的化学方程式是
 
、
 
；
（2）冰铜（Cu2S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%～50%．转炉中，将冰铜加熔剂（石英砂）在1200℃左右吹入空气进行吹炼．冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式是
 
、
 
；
（3）海水呈弱碱性，主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、HCO3-等离子．反射炉中所产生的有毒烟气可利用海水处理，其工艺流程如图2所示：
①向曝气池中通入空气的目的是
 
．
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比，浓度可能改变的离子是
 
．（不考虑海水的体积因素）
a．Cl-       b．SO42-        c．Br-        d．HCO3-
③若将反射炉中所产生的有毒烟气中的主要成分与NaOH溶液中的溶质按1：1反应，所得溶液呈酸性或碱性的原因是
 
．
下列解释正确的是（　　）
A、摩尔是国际七个基本物理量之一
B、物质的量是一个独立的专有名词
C、摩尔是物质的质量的单位
D、摩尔质量等于相对分子质量
对于某些离子的检验及结论一定正确的是（　　）
A、加入稀盐酸产生气体，将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，可能有CO32-
B、加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有SO42-
C、加硝酸银溶液产生白色沉淀，一定有Cl-
D、加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2+

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