题目内容
4．铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用．（1）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）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Ⅰ的名称分别是过滤、如何判断操作Ⅱ进行完全取最后一次洗涤液少量于试管中滴入浓氢氧化钠溶液加热，无使红色石蕊试纸变蓝色的气体生成，证明洗涤干净．
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2；
③．煅烧如果不充分，产品中将有Fe2+ 存在，试设计实验检验产品中有无Fe2+取固体样品少许放入试管中，加入足量稀硫酸，震荡试管，再加入几滴滴入KMnO4溶液，若溶液褪色证明含有Fe2+，否则不存在．
（2）有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定．
a．称取2.850g绿矾（FeSO4•7H2O）产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL
①写出酸性KMnO4溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
②如何判断滴定终点滴入最后一滴溶液，溶液呈紫红色且半分钟不褪色，证明反应达到终点
③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为97.54%．
分析 碳酸钠溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污，用稀硫酸溶解铁，再通过过滤分离得到滤液，滤液中加入碳酸氢铵，将溶液中亚铁离子转化为FeCO3沉淀，再通过过滤分离滤液与FeCO3，滤液中含有硫酸铵，FeCO3表面附着杂质，在干燥前应先洗涤除去杂质，在空气中煅烧分解，且+2价铁在空气中加热易被氧化为+3价，最终得到Fe2O3，
（1）①操作I后得到滤渣和滤液，应为过滤；沉淀干燥前应先洗涤除去杂质；
②FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳；
③依据煅烧反应不完全，生成氧化铁中含有碳酸亚铁，可以先加酸溶解，再加入高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在；
（2）①高锰酸根具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，酸性条件下，高锰酸根将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为锰离子，同时有水生成；
②亚铁离子被氧化为三价铁离子，高锰酸钾溶液做指示剂，滴定终点时溶液由浅绿色变为紫红色，且半分钟内不立即褪去；
③根据n=cV计算25mL样品溶液消耗高锰酸钾的物质的量，进而计算250mL溶液可以消耗高锰酸钾的物质的量，再根据①中离子方程式计算亚铁离子的物质的量，由Fe元素守恒可得FeSO4•7H2O的物质的量，根据m=nM计算FeSO4•7H2O的质量，进而计算其质量分数．
解答 解：碳酸钠溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污，用稀硫酸溶解铁，再通过过滤分离得到滤液，滤液中加入碳酸氢铵，将溶液中亚铁离子转化为FeCO3沉淀，再通过过滤分离滤液与FeCO3，滤液中含有硫酸铵，FeCO3表面附着杂质，在干燥前应先洗涤除去杂质，在空气中煅烧分解，且+2价铁在空气中加热易被氧化为+3价，最终得到Fe2O3，
（1）①操作I分离互不相溶的固体与液体，采取过滤；碳酸亚铁表面附着杂质，沉淀干燥前应先洗涤除去杂质，判断操作Ⅱ进行完全的方法是，取最后一次洗涤液少量于试管中滴入浓氢氧化钠溶液加热，无使红色石蕊试纸变蓝色的气体生成，证明洗涤干净，
故答案为：过滤；取最后一次洗涤液少量于试管中滴入浓氢氧化钠溶液加热，无使红色石蕊试纸变蓝色的气体生成，证明洗涤干净；
②在空气中煅烧FeCO3的化学方程式为4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2，
故答案为：4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2；
③煅烧如果不充分，产品中将有Fe2+ 存在，主要是Fe2O3和FeCO3，取样品放入试管中，加入稀硫酸溶解得到溶液，滴入高猛酸钾溶液，若滴入的高锰酸钾溶液褪色证明含有亚铁离子，否则不存在，
故答案为：取固体样品少许放入试管中，加入足量稀硫酸，震荡试管，再加入几滴滴入KMnO4溶液，若溶液褪色证明含有Fe2+，否则不存在；
（2）①高锰酸根具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，酸性条件下，高锰酸根将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为锰离子，同时有水生成，反应离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，
故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
②滴定实验是利用高锰酸钾溶液的颜色变化指示反应终点，所以反应完全后，滴入最后一滴溶液，溶液呈紫红色且半分钟不褪色，证明反应达到终点，
故答案为：滴入最后一滴溶液，溶液呈紫红色且半分钟不褪色，证明反应达到终点；
③25mL样品溶液消耗高锰酸钾的物质的量为0.02L×0.0100mol/L=2×10-4mol，可知250mL溶液可以消耗高锰酸钾的物质的量为2×10-4mol×$\frac{250ml}{25ml}$=2×10-3mol，由5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，可知250mL溶液中亚铁离子离子的物质的量为2×10-3mol×5=0.01mol，由Fe元素守恒可得FeSO4•7H2O的物质的量为0.01mol，
故FeSO4•7H2O的质量分数为：$\frac{0.01mol×278g/mol}{2.85g}$×100%=97.54%，
故答案为：97.54%．
点评 本题通过化学工艺流程考查探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意分析试剂线、操作线、反应线，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础．
| A． | 负极反应为：2n-2e -═2n2+ | B． | 电池反应为：Zn+Cu2+═Zn2++Cu | ||
| C． | 盐桥中酌K+移向ZnSO4溶液 | D． | 在外电路中，电子从负极流向正极 |
在0.2L由NaCl、MgCl2、BaCl2组成的混合溶液中，部分离子浓度大小如图所示，对于该溶液成分，下列说法不正确的是（ ）| A． | NaCl的物质的量为0.2mol | |
| B． | 溶质MgCl2的质量为9 g | |
| C． | 该混合液中BaCl2的物质的量为0.1mol | |
| D． | 将该混合液加水稀释至体积为1 L，稀释后溶液中的Ba2+物质的量浓度为0.1mol/L |
亚硝酸钠（NaNO2）被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛．以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示．已知：室温下，①2NO+Na2O2═2NaNO2；②3NaNO2+3HCl═3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O；③酸性条件下，NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+．
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：
| 沉淀物 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Al（OH）3 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH，除去Al3+，①pH的范围4.4-7.5
②写出可能发生的离子方程式：Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑
（2）在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O2，以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作氧化剂；若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为2mol
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+可部分水解生成Fe2（OH）42+，该水解反应的离子方程式为2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+
（4）现以CO、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示，其中Y为CO2．
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式CO+CO32--2e-=2CO2
写出电解池中生成FeO42-的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O．
CO：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
丙烷：C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2221.5kJ/mol
正丁烷：C4H10（g）+6.5O2（g）═4CO2（g）+5H2O（l）△H=-2878.0kJ/mol
异丁烷：C4H10（g）+6.5O2（g）═4CO2（g）+5H2O（l）△H=-2869.6kJ/mol
下列有关说法正确的是（ ）
| A． | 常温下，正丁烷的燃烧热为-2878.0 kJ/mol | |
| B． | 相同质量的丙烷和丁烷分别完全燃烧，前者需要的氧气多，产生的热量也多 | |
| C． | 常温下，CO的燃烧热为566.0 kJ/mol | |
| D． | 人类利用的能源都是通过化学反应获得的 |