题目内容

2．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3
开始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH，除去溶液中Al3+（使溶液中Al3+生成氢氧化物沉淀），该工艺中“搅拌”的作用是使反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行．
（2）反应Ⅱ中的离子方程式为Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O或Fe2++H2O+NO2-=Fe（OH）2++NO↑+H+，在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2的作用是2H2O+4NO+O2=4HNO3（或2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO）．（用化学方程式表示）
（3）生产中碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在常温减压条件下的原因是防止蒸发时温度过高，碱式硫酸铁进一步水解生成Fe（OH）3．
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3-．为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为D．（填写字母）
A．氯水     B．KSCN溶液     C．NaOH溶液     D．酸性KMnO4溶液．

分析 废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反应I中加入NaHCO3并搅拌，调节溶液的pH，发生反应Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以滤渣中成分是Al（OH）3，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性条件下，NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO，将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁，
（1）NaHCO3能和氢离子反应而调节溶液的pH，该工艺中“搅拌”能加快反应速率；
（2）酸性条件下，亚铁离子和亚硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子、NO和水；氧气能氧化NO生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸；
（3）温度高时，碱式硫酸亚铁水解生成氢氧化铁；
（4）常用酸性高锰酸钾溶液或铁氰化钾溶液检验亚铁离子．

解答 解：废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反应I中加入NaHCO3并搅拌，调节溶液的pH，发生反应Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以滤渣中成分是Al（OH）3，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性条件下，NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO，将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁，
（1）NaHCO3能和氢离子反应而调节溶液的pH，从而使铝离子转化为氢氧化铝沉淀，该工艺中“搅拌”能使反应物充分接触，所以加快反应速率，使反应充分进行，
故答案为：调节pH，除去溶液中Al3+（使溶液中Al3+生成氢氧化物沉淀）；使反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行；
（2）酸性条件下，亚铁离子和亚硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子、NO和水，离子方程式为Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O 或Fe2++H2O+NO2-=Fe（OH）2++NO↑+H+；氧气能氧化NO生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，反应方程式为2H2O+4NO+O2=4HNO3（或2NO+O2=2NO2   3NO2+H2O=2HNO3+NO），
故答案为：Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O 或Fe2++H2O+NO2-=Fe（OH）2++NO↑+H+；
2H2O+4NO+O2=4HNO3（或2NO+O2=2NO2   3NO2+H2O=2HNO3+NO）；
（3）温度高时，碱式硫酸亚铁水解生成氢氧化铁，所以为防止蒸发时温度过高而导致碱式硫酸铁进一步升级生成氢氧化铁而采用减压蒸发，
故答案为：防止蒸发时温度过高，碱式硫酸铁进一步水解生成Fe（OH）3；
（4）常用酸性高锰酸钾溶液或铁氰化钾溶液检验亚铁离子，亚铁离子能将酸性高锰酸钾溶液还原而使酸性高锰酸钾溶液褪色，和氯气、NaOH溶液反应但现象不明显，和KSCN溶液不反应，故答案为：D．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生题干获取信息、理解信息及知识综合运用能力，明确元素化合物性质、物质分离提纯方法是解本题关键，涉及氧化还原反应、离子检验等知识点，知道铁离子、亚铁离子的检验方法和现象，题目难度不大．

练习册系列答案
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（1）在催化剂作用下，天然气和水蒸气反应可制得一氧化碳和氢气，已知该反应每制得2g氢气需要吸收6.88×102kJ热量．写出该反应的热化学方程式CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2.1×103kJ•mol-1或$\frac{1}{3}$CH4（g）+$\frac{1}{3}$H2O（g）=$\frac{1}{3}$CO（g）+H2（g）△H=+6.88×102kJ•mol-1；
（2）CO可继续与水蒸气反应：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H2=-41.0kJ•mol-1．若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应写出该反应的方程式CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）；
（3）欲制得较纯净的氢气可将（2）中充分反应后的气体通过足量的烧碱溶液，写出该反应的离子方程式2OH-+CO2=CO32-+H2O；
（4）将（2）的反应放在固定容器中，反应过程中压强怎样变化（填变大，不变，减小）不变．
13．在恒温2L密闭容器中通入气体X并发生反应：2X（g）═Y（g）△H＜0，X的物质的量n（x）随时间t变化的曲线如图所示（图中的两曲线分别代表有无催化剂的情形），下列叙述正确的是（　　）
A．实线表示使用催化剂的情形
B．b、c两点表明反应在相应条件下达到了最大限度
C．反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v（Y）=0.01mol/（L•min）
D．反应进行到a点时放出的热量大于反应进行到b点时放出的热量
10．下列有关说法正确的是（　　）
A．NH4Cl（s）═NH3（g）+HCl（g）室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B．镀锌铁制品镀层破损后，铁制品比受损前更容易生锈，而镀锡铁则相反
C．对于N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），当其他条件不变时，压缩气体体积使压强增大，正反应和逆反应速率以及H2的平衡转化率均增大
D．25℃时NH3•H2O稀溶液中，加水稀释$\frac{c（{H}^{+}）•c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{H}_{4}^{+}）}$的值增大
17．某食用白醋是由醋酸与纯水配制而成，用中和滴定的方法准确测定其中醋酸的物质的量浓度．实验步骤：
①配制500mL浓度约为0.1mol•L-1的NaOH溶液；
②用KHC8H4O4标准溶液准确测定该NaOH溶液的浓度；
③用已知准确浓度的NaOH溶液测定醋酸的浓度．
（1）称量所需的NaOH固体置于大烧杯中，加入500mL蒸馏水，搅拌溶解．该配制步骤可行（填“可行”或“不可行”）．
（2）称量时NaOH在空气中极易吸水，配制所得的NaOH溶液浓度通常比预期小（填“小”或“大”），这是不能直接配制NaOH标准溶液的原因．
（3）稀释白醋时需要的仪器有烧杯、玻璃棒、滴管，酸式滴定管、100mL容量瓶．
（4）准确量取稀释后的白醋20.00mL，置于250mL锥形瓶中，加水30mL，再滴加酚酞指示剂，用上述NaOH标准溶液滴定至溶液变成浅红色且30秒内不褪色即为终点．重复滴定两次，平均消耗NaOH标准溶液VmL （NaOH溶液浓度为cmol•L-1）．
（5）稀释后白醋中醋酸的物质的量浓度=$\frac{cV}{20}$mol•L-1．
7．加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解．在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应．工业生产碘酸钾的流程如下：

（1）已知步骤①反应器发生的反应为：6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑，
该反应的还原产物为KCl、Cl2；
（2）参照下表碘酸钾的溶解度，操作③得到碘酸钾晶体，你建议的方法是降温结晶．

温度/℃20406080
KIO3g/100g水8.0812.618.324.8
KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
（3）①已知：
测定加碘食盐中碘的含量，学生甲设计的实验步骤如下：
a．准确称取wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入过量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；
c．以淀粉为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.00×10-3mol•L-1的Na2S2O3溶液10.0mL，恰好反应完全．则加碘食盐样品中的碘元素含量是$\frac{1270}{3w}$mg•kg-1（以含w的代数式表示）．
②学生乙又进行了下列实验：
操作步骤实验现象
取1g纯净的NaCl，加3mL水配成溶液溶液无变化
滴入5滴淀粉溶液和1mL0.1mol•L-1KI溶液，振荡溶液无变化
然后再滴入1mol•L-1的H2SO4，充分振荡溶液变蓝色
请推测实验中产生蓝色现象的可能原因，用离子方程式表示4I-+4H++O2=2I2+2H2O．
根据学生乙的实验结果，请对学生甲的实验结果作出简要评价：偏大，过量的I-会被空气中的O2氧化为I2  ．
（4）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐（可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份．第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．
①根据上述实验现象，加碘盐中可能含有的物质中不能确定的是Mg2+．
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2、IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O．
14．依据事实写出下列反应的热化学方程式．
（1）在25℃、101kPa下，1g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热Q kJ．则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（l）△H=-10588 kJ•mol-1．
（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23g NO2需要吸收Q kJ热量，则表示N2和O2反应生成NO2的热化学方程式为N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）△H=+67.8 kJ•mol-1．
11．在恒温条件下起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中（甲为恒容容器、乙为恒压容器），均进行反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H2=-92.4kJ/mol，有关数据及特定平衡状态见表．
容器起始投入达平衡时
甲2molN23molH20molNH31.5molNH3
乙amolN2bmolH20molNH3]1.2molNH3
（1）若平衡后同种物质的体积分数相同，起始时乙容器通入的N2的物质的量为1.6mol，
起始时乙中的压强是甲容器的0.8倍，乙的平衡常数为107（mol/L）-2
（2）恒容密闭容器中可以发生氨气的分解反应，达平衡后，仅改变下表中反应条件x，下列各项中y随x的增大而增大的是bc（选填序号）．
选项abcd
x温度温度加入H2的物质的量加入氨气的物质的量
y混合气体的平均相对分子质量平衡常数K混合气体的密度达平衡时氨气的转化率
（3）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对反应的影响，实验结果如图所示（图中T表示温度，n表示物质的量）：
①像中T2和T1的关系是：T2低于T1（填“高于”“低于”“等于”“无法确定”）．
②a、b、c三点中，N2转化率最高的是c（填字母）．
③若容器容积为1L，T2℃在起始体系中加入1mol N2，3molH2，经过5min反应达到平衡时H2的转化率为60%，则NH3的反应速率为0.24mol．L-1．min-1．保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2，达平衡后放出的热量为Q，则Q＞110.88kJ（填“＞”、“＜”或“=”）．
12．下列实验操作正确的是（　　）
A．B．
C．
检查容量瓶是否漏水		D．
给液体加热

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