题目内容
16．利用废铁屑（含少量铁锈--Fe2O3）制备纳米Fe3O4的流程如图1：
用如图2装置制备溶液A，其实验步骤为：
Ⅰ．打开k1，关闭k2，并打开k3，缓慢滴加盐酸；
Ⅱ．当…时，关闭k3，对装置E进行读数操作；
Ⅲ．关闭k1，打开k2、k3，使C容器中的溶液完全进入烧杯；
Ⅳ．往烧杯中加入适量试剂X，得到溶液A．
请回答：
（1）盛放盐酸的仪器名称为分液漏斗．
（2）要粗略测定废铁屑中铁的质量分数，可通过装置E测出C容器中生成气体的体积．
①下列相关叙述正确的是c（填选项字母）
a．用CCl4代替E中的水，测得气体的体积更准确
b．量气管压入水准管的水过多而溢出，会导致测定失败
c．必须待装置恢复到室温且量气管与水准管两端液面相平才可进行读数
②操作Ⅱ中“…”的内容是容器C中固体完全消失或容器C中不产生气泡．
（3）制备溶液A，试剂X可以选择abd（填选项字母）．
a．H2O2 b．Cl2 c．SO2 d．HNO3
（4）写出由溶液A制备纳米Fe3O4的离子方程式Fe2++2Fe3++8OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2O，制备过程中须持续通入N2，原因是在 N2气流下，防止Fe2+被氧化．
（5）Fe3O4的纯度通常可用碘量法测定：称取m g Fe3O4样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．
①滴定终点的现象是溶液蓝色褪去，且半分钟不变色．
②样品中Fe3O4的质量分数$\frac{116cV}{m}$%．
分析 铁屑用稀盐酸溶解得到氯化亚铁溶液，调节溶液pH并加热试剂X，将部分氧化为Fe2+氧化成Fe3+，可以是过氧化氢或氯水等，再加入NaOH溶液，加热得到纳米Fe3O4．
（1）盛放盐酸的仪器为分液漏斗；
（2）①a．氢气不溶于水、四氯化碳，但CCl4易挥发；
b．量气管压与水准管液面等高，即可测定氢气体积；
c．读数是保证装置内压强与外界大气压相等，气体受热温度体积会增大，冷却后体积会减小；
②操作Ⅱ是测量生成氢气体积，需要装置C中Fe完全反应；
（3）制备溶液A，试剂X是将部分氧化为Fe2+氧化成Fe3+，需要选择具有强氧化性的物质；
（4）Fe2+、Fe3+在碱性、加热条件下反应得到Fe3O4，还有水生成；制备中防止亚铁离子被氧气氧化；
（5）①铁离子将碘离子氧化为碘单质，加入淀粉溶液呈蓝色，滴定终点时蓝色褪去；
②根据关系式：Fe3O4～2Fe3+～I2～2S2O32-计算．
解答 解：铁屑用稀盐酸溶解得到氯化亚铁溶液，调节溶液pH并加热试剂X，将部分氧化为Fe2+氧化成Fe3+，可以是过氧化氢或氯水等，再加入NaOH溶液，加热得到纳米Fe3O4．
（1）盛放盐酸的仪器为分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）①a．氢气不溶于水、四氯化碳，不影响沉淀氢气体积，且CCl4易挥发，污染空气，故a错误；
b．量气管压入水准管的水过多而溢出，但量气管压与水准管液面等高，即可测定氢气体积，不会导致实验失败，故b错误；
c．读数是保证装置内压强与外界大气压相等，气体受热温度体积会增大，冷却后体积会减小，应恢复室温，故c正确，
故选：c；
②操作Ⅱ是测量生成氢气体积，需要装置C中Fe完全反应，容器C中固体完全消失或容器C中不产生气泡，说明反应完全，
故答案为：容器C中固体完全消失或容器C中不产生气泡；
（3）制备溶液A，试剂X是将部分氧化为Fe2+氧化成Fe3+，需要选择具有强氧化性的物质，可以是氯水、过氧化氢或硝酸，铁离子可以氧化二氧化硫，
故选：abd；
（4）Fe2+、Fe3+在碱性、加热条件下反应得到Fe3O4，还有水生成，反应离子方程式为：Fe2++2Fe3++8OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2O，在 N2气流下，防止Fe2+被氧化
故答案为：Fe2++2Fe3++8OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2O；在 N2气流下，防止Fe2+被氧化；
（5）①铁离子将碘离子氧化为碘单质，加入淀粉溶液呈蓝色，用Na2S2O3溶液滴定滴定碘单质，滴定终点的现象是：溶液蓝色褪去，且半分钟不变色，
故答案为：溶液蓝色褪去，且半分钟不变色；
②设样品中Fe3O4的质量分数为a，则：
Fe3O4～2Fe3+～I2～2S2O32-
232g 2mol
ma g V×10-3L×c mol/L×$\frac{100mL}{10mL}$
所以232g：ma g=2mol：V×10-3L×c mol/L×$\frac{100mL}{10mL}$
解得a=$\frac{116cV}{m}$%
故答案为：$\frac{116cV}{m}$%．
点评 本题考查物质制备实验与定量测定实验，关键是对原理的理解，掌握气体体积测量方法与滴定中关系式计算，熟练掌握元素化合物性质，题目培养了学生分析能力、知识迁移运用能力．
津桥教育计算小状元系列答案| A． | sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 | |
| B． | sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 | |
| C． | C、H之间形成的是s-p σ键，C、C之间的π键是未参加杂化的2p轨道形成的 | |
| D． | C、C之间形成的是sp2-sp2σ键，C、H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 |
已知：下表为25℃时某些弱酸的电离平衡常数．| CH3COOH | HClO | H2CO3 |
| Ka=1.8×10-5 | Ka=3.0×10-8 | Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11 |
| A． | 25℃时，相同浓度的CH3COONa溶液的碱性大于NaClO溶液 | |
| B． | 向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O═2HClO+CO${\;}_{3}^{2-}$ | |
| C． | 图象 I代表CH3COOH溶液的稀释 | |
| D． | 图象中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度 |
（1）已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）；△H=-566kJ•moL-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=-483.6KJ•moL-1
H2O （g）═H2O（l）；△H=-44.0KJ•moL-1
写出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的热化学方程式CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）△H=-41.2KJ•moL-1
（2）在850℃时，反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的K=1．
①：若升高温度到950℃时，达到平衡时K＜1（填“＞”、“＜”或“=”）．
②：850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO，3.0mol H2O，1.0mol CO2和x mol H2，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是x＜3．
③：在②的条件下，按下列加料方式加料，达到平衡时H2的体积分数如下：
| 加料方式（mol） | H2的体积分数 | ||||
| 物质 | CO（g） | H2O（g） | CO2（g） | H2（g） | |
| 加料一 | 1 | 3 | 0 | 0 | a% |
| 加料二 | 0 | 1.2 | 0.6 | 0.6 | b% |
（3）H2是一种理想的绿色能源，可作燃料电池．
①若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液，其正极的电极反应式是O2+4e-+2H2O═4OH-
②在25℃时，以氢氧燃料电池为电源，用石墨电极电解1000mL一定浓度的CuSO4溶液．5min后电解完全，在一个石墨电极上只有1.28g Cu生成．试回答下列问题：
电解的总反应式为2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4．
电解过程中转移的电子数为0.08mol，同时生成标准状况下气体的体积为0.896L．
室温下，用某浓度NaOH溶液滴定一元酸HA的滴定曲线如图所示（横坐标为滴入NaOH的体积，纵坐标为所得混合液的pH）．下列判断正确的是（ ）
| A． | HA的浓度为1×10-4mol•L-1 | B． | 实验时可选甲基橙作指示剂 | ||
| C． | pH=7时，溶液中c（Na+）＞c（A-） | D． | V=10mL，酸碱恰好中和 |
