题目内容

4.铁及其化合物在日常生活中有广泛应用.
(1)写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.
(2)绿矾(FeSO4•7H2O)是补血剂的原料,易变质.检验绿矾是否变质的试剂是KSCN溶液设计实验检验绿矾是否完全变质取样品溶于水,滴加酸性高锰酸钾溶液,如溶液褪色,则表示样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,则样品没有完全变质)
(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如图1:

①干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3•nH2O在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为4FeCO3•nH2O+O2=4FeOOH+4CO2+(4n-2)H2O
②取干燥后的FeCO3样品12.49g,焙烧,最终得到还原铁粉6.16g,计算样品中杂质FeOOH的质量0.89g
(4)以羰基化合物为载体运用化学平衡移动原理分离、提纯某纳米级活性铁粉(含有一些不反应的杂质),反应装置如图2.Fe(s)+5CO(g)?Fe(CO)5(g)△H<0
T1<T2(填“>”、“<”或“=”),判断理由是铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量,低温有利于合成易挥发的羰基合铁,羰基合铁易挥发,杂质残留在玻璃管左端;当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时,羰基合铁分解,纯铁粉残留在右端,一氧化碳循环利用.

分析 (1)Fe(OH)2与氧气水反应生成Fe(OH)3;
(2)绿矾(FeSO4•7H2O)易变质,Fe2+被氧化为Fe3+,检验绿矾是否变质的试剂是KSCN溶液;检验绿矾是否完全变质即检验样品中是否存在Fe2+,可利用Fe2+的还原性进行检验或用铁氰化钾溶液检验,实验方案为取样品溶于水,滴加酸性高锰酸钾溶液,如溶液褪色,则表示样品没有完全变质;
(3)①FeCO3•nH2O被空气氧化为FeOOH,依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平书写;
②依依据铁元素守恒和质量关系计算;
(4)铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量,低温有利于合成易挥发的羰基合铁,羰基合铁易挥发,杂质残留在玻璃管左端;当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时,羰基合铁分解,纯铁粉残留在右端,一氧化碳循环利用.

解答 解:(1)Fe(OH)2与氧气水反应生成Fe(OH)3,化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(2)绿矾(FeSO4•7H2O)易变质,Fe2+被氧化为Fe3+,检验绿矾是否变质的试剂是KSCN溶液;检验绿矾是否完全变质即检验样品中是否存在Fe2+,可利用Fe2+的还原性进行检验或用铁氰化钾溶液检验,实验方案为取样品溶于水,滴加酸性高锰酸钾溶液,如溶液褪色,则表示样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,则样品没有完全变质),
故答案为:KSCN溶液;取样品溶于水,滴加酸性高锰酸钾溶液,如溶液褪色,则表示样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,则样品没有完全变质);
(3)①干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3•nH2O被空气氧化为FeOOH,依据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒,写出化学方程式为:4FeCO3•nH2O+O2=4FeOOH+4CO2↑+(4n-2)H2O,故答案为:4FeCO3•nH2O+O2=4FeOOH+4CO2↑+(4n-2)H2O;
②设样品中FeCO3的物质的量为xmol,FeOOH的物质的量为ymol,则
116x+89y=12.49
x+y=$\frac{6.16}{56}$=0.11
解得y=0.01mol,样品中杂质FeOOH的质量为0.89g,故答案为:0.89g;
(4)反应Fe(s)+5CO(g)?Fe(CO)5(g)△H<0,铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量,低温有利于合成易挥发的羰基合铁,羰基合铁易挥发,杂质残留在玻璃管左端;当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时,羰基合铁分解,纯铁粉残留在右端,一氧化碳循环利用,故T1<T2,
故答案为:<;铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量,低温有利于合成易挥发的羰基合铁,羰基合铁易挥发,杂质残留在玻璃管左端;当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时,羰基合铁分解,纯铁粉残留在右端,一氧化碳循环利用.

点评 本题考查了铁及其化合物性质的分析判断和反应产物的计算判断,元素守恒、元素化合价是解题关键,题目难度中等.

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