[题目]钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+.H+.Cl-.可用下述方法处理该废液.回收盐酸和制备氧化铁涂料.(1)单质X的化学式是 .(2)氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末.有关的化学方程式依次为: .(3)某铁红涂料中除含有Fe2O3外.还可能添加有CuO或FeO中的一种,请设计实验方案.探究该铁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-，可用下述方法处理该废液，回收盐酸和制备氧化铁涂料。

（1）单质X的化学式是___________。

（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末，有关的化学方程式依次为：_____________________________________________________________________。

（3）某铁红涂料中除含有Fe2O3外，还可能添加有CuO或FeO中的一种,请设计实验方案，探究该铁红涂料中添加物的成分。

① 提出合理假设

假设1：添加了CuO

假设2：添加了FeO

② 请设计方案，验证上述假设，写出实验步骤、预期现象和结论。

限选试剂：铁粉、3molL-1H2SO4、0.1 molL-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液

操作步骤	预期现象和结论
步骤1．取少量样品于试管中，_______________	样品全部溶解，得到澄清的溶液。
步骤2．___________________ 步骤3．____________________	__________________ _____________

（4）请计算，用635g水完全吸收“高温喷雾焙烧”产生的HCl气体___升（标准状况），即可得到36.5%的浓盐酸（相对原子质量 Cl 35.5 H 1）。

【答案】Fe 4FeCl2+ 4H2O+ O2 △2Fe2O3 + 4HCl 或FeCl2+ 2H2OFe(OH)2+ 2HCl；4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3；2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O 取少量样品于试管中，加入足量的3molL－1H2SO4，充分振荡取少许上述溶液于，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3molL－1H2SO4，充分振荡若试管中出现红色固体，说明试样中有CuO 取少许步骤1溶液于试管中，逐滴加入0.01 molL－1酸性KMnO4溶液如果紫红色褪去，说明试样中有FeO 224

【解析】

（1）废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-，处理废液的目的是回收盐酸和制备氧化铁涂料，加入单质X的目的是除酸，所以加入的应是铁。

（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末，可以写总的化学方程式，也可以分步写出依次发生的三个反应。

（3）氧化铜可以在酸溶后的溶液中铁置换铜后有红色固体析出验证，氧化亚铁可以用酸溶后溶液中的Fe2+可以使酸性高锰酸钾溶液褪色验证。

（4）用溶质的质量分数的计算公式计算需要HCl气体的体积。

（1）根据题给流程和信息结合反应Fe+2H+=Fe2++H2↑知除酸步骤选择的单质X是过量的铁粉或铁屑；

（2）氯化亚铁是强酸弱碱盐，能水解，且其水解反应是吸热反应，因此高温能使其彻底水解，生成氢氧化亚铁和氯化氢；氯化氢气体逸出，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁；氢氧化铁焙烧时分解，生成氧化铁和水；根据上述三步反应可以得到总反应式；故答案为4FeCl2+ 4H2O+ O2 △2Fe2O3 + 4HCl 或FeCl2+ 2H2OFe(OH)2+ 2HCl；4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3；2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O；

（3）若假设1成立，Fe2O3、CuO都是难溶于水的碱性氧化物，不能直接选择试剂检验CuO的存在，必须先用足量稀硫酸溶解生成硫酸铁、硫酸铜溶液；再根据金属活动性顺序表和铁盐、铜盐的性质，Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，因此加入过量的铁粉，充分反应后析出红色固体，说明样品中含有CuO；而选择NaOH溶液或观察溶液的颜色都不行，因为铁离子对铜离子的检验造成干扰；若假设2成立，Fe2O3、FeO都是难溶于水的碱性氧化物，不能直接选择试剂检验FeO的存在，必须先用足量稀硫酸溶解生成硫酸铁、硫酸亚铁溶液；再根铁盐、亚铁盐的性质，铁盐溶液不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而亚铁盐溶液则能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此加入少量酸性高锰酸钾溶液，充分反应后溶液褪色，说明样品中含有FeO；不能选择KSCN和双氧水检验，因为铁离子会干扰亚铁离子的检验；