为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeSO4溶液中Fe2+被氧化的百分率.某同学准确量取pH=1(忽略Fe2+.Fe3+的水解)的FeSO4溶液200mL.加入过量BaCl2溶液.充分反应后过滤.洗涤.干燥.得到沉淀28.0g,再另取同样的FeSO4溶液200mL.向其中加入过量NaOH溶液.搅拌使其充分反应.待沉淀全部变为红褐色后.过滤.洗涤并灼烧所得固体.最终得固体8.0g� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeSO₄溶液中Fe²⁺被氧化的百分率，某同学准确量取pH=1（忽略Fe²⁺、Fe³⁺的水解）的FeSO₄溶液200mL，加入过量BaCl₂溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀28.0g；再另取同样的FeSO₄溶液200mL，向其中加入过量NaOH溶液，搅拌使其充分反应，待沉淀全部变为红褐色后，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得固体8.0g．
（1）写出反应中涉及的化学方程式（至少3个）
（2）通过计算，填写下表：

c（H⁺）	c（SO₄^2-）	c（Fe²⁺、Fe³⁺）

注：c（Fe²⁺、Fe³⁺）表示Fe²⁺和Fe³⁺的总的物质的量的浓度
（3）计算原溶液中Fe²⁺被氧化的百分率．

分析（1）FeSO₄溶液200mL，加入过量的BaCl₂溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀27.96g为硫酸钡沉淀；再另取同样的FeSO₄溶液200mL，向其中加入过量的NaOH溶液，搅拌使其充分反应，待沉淀全部变为红褐色后，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得到固体的质量为8.00g为Fe₂O₃；
（2）依据溶液中PH计算氢离子浓度，生成沉淀为硫酸钡，得到硫酸根离子浓度，追杀哦得到固体为氧化铁计算物质的量结合铁元素守恒计算得到铁元素物质的量浓度；
（3）依据电荷守恒：2C（Fe²⁺）+3C（Fe³⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-），2C（Fe²⁺）+3C（Fe³⁺）=1.1mol/L；元素守恒c（Fe²⁺）、c（Fe³⁺）=0.5mol/L，列式计算铁离子占铁元素的百分比．

解答解：（1）FeSO₄溶液200mL，加入过量的BaCl₂溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀27.96g为硫酸钡沉淀，反应化学方程式为：BaCl₂+FeSO₄=BaSO₄↓+FeCl₂；再另取同样的FeSO₄溶液200mL，向其中加入过量的NaOH溶液，搅拌使其充分反应，反应的化学方程式为：FeCl₂+2NaOH=Fe（OH）₂↓+2NaCl，待沉淀全部变为红褐色后，反应为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得到固体的质量为8.00g为Fe₂O₃，反应的化学方程式为：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
故答案为：BaCl₂+FeSO₄=BaSO₄↓+FeCl₂，FeCl₂+2NaOH=Fe（OH）₂↓+2NaCl，2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（2）由pH=1得c（H⁺）=0.1mol•L^-1
由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓得
c（SO₄^2-）=$\frac{\frac{28.0g}{233g/mol}}{0.2L}$=0.6mol•L^-1
因为最终固体物质为Fe₂O₃，
所以n（Fe₂O₃）=$\frac{8.0g}{160g/mol}$=0.05mol
据铁元素守恒得：
c（Fe²⁺、Fe³⁺）=$\frac{0.05mol×2}{0.2L}$=0.5 mol•L^-1
故答案为：0.1mol/L，0.6mol/L，0.5mol/L；
（3）电荷守恒：2C（Fe²⁺）+3C（Fe³⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-），
2C（Fe²⁺）+3C（Fe³⁺）=1.1mol/L；
c（Fe²⁺）、c（Fe³⁺）=0.5mol/L
c（Fe²⁺）=0.4mol/L
c（Fe³⁺）=0.1mol/L
FeSO₄溶液中Fe²⁺被氧化的百分率：$\frac{0.1mol/L}{0.5mol/L}$；
答：原溶液中Fe²⁺被氧化的百分率为20%．

点评本题考查了物质含量的测定，题目涉及物质组成的实验分析判断、元素守恒、电解质溶液中电荷守恒的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

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18．用N_A表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）

	A．	11.2LCl₂通入足量氢氧化钠溶液中充分反应，转移的电子数等于0.5N_A
	B．	1 mol Al³⁺完全水解生成氢氧化铝胶体粒子的数目为N_A
	C．	常温常压下，32 g O₂^-中所含电子的数目为17N_A
	D．	标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5 N_A

19．下列各组离子在指定溶液中，可能大量共存的是（　　）

	A．	澄清透明的溶液中：NH${\;}_{4}^{+}$，Na⁺，HSO${\;}_{3}^{-}$，Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$
	B．	c（H⁺）=10^-13mol•L^-1的溶液中：Cl^-，Br^-，S₂O${\;}_{3}^{2-}$，Na⁺
	C．	能使pH试纸变深蓝色的溶液中：K⁺，Na⁺，AlO${\;}_{2}^{-}$，HCO${\;}_{3}^{-}$
	D．	加入Al能放出H₂的溶液中：NO${\;}_{3}^{-}$，K⁺，SO${\;}_{4}^{2-}$，Mg²⁺

16．化学与科学、技术、社会、环境密切相关，下列有关说法中错误的是（　　）

	A．	神舟九号升空时火箭发射的动力主要来源于化学能
	B．	队洁厕灵的主要成分是盐酸，不能与“84“消毒液混用
	C．	采用催化转换技术将汽车尾气中的N0_x和CO转化为无毒气体
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3．钴是重要的战略金属元素，钴及其化合物在化工、机械、航空和军事等部门具有广泛的应用．以水钴矿（主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO等杂质）制取CoC₂O₄的工艺流程如图1：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等；
②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）₃	Fe（OH）₂	Co（OH）₂	Al（OH）₃	Mn（OH）₂
完全沉淀的pH	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

回答下列问题：
（1）浸出过程中加入Na₂SO₃的目的是将Fe³⁺、Co³⁺（填离子符号）还原，若只用盐酸浸取，则会产生污染空气的有毒气体，反应的离子方程式为2Co³⁺+2Cl^-=Cl₂↑+2Co²⁺．
（2）向浸出液中加入NaClO₃的作用是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反应的离子方程式为ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（3）浸出液中加Na₂CO3调pH至5.2时生成的沉淀为Fe（OH）₃、Al（OH）₃（填化学式），能够生成此沉淀的原因是铝离子、铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂、2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑（用离子方程式结合必要的文字说明）．
（4）“除钙、镁”是将溶液中Ca²⁺与Mg²⁺转化为MgF₂、CaF₂沉淀．已知KSp（ MgF₂）=7.35
×10^-ll、Ksp（ CaF₂）=1.05×10^-10，当加入过量NaF后，所得滤液中$\frac{c（M{g}^{2+}）}{c（C{a}^{2+}）}$=0.7
（5）滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是除去溶液中的Mn²⁺，萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2所
示．使用萃取剂适宜的pH是B（填字母）．
a．接近2.0
b．接近3.0
c．接近4.0．

13．四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料．由钛铁矿（主要成分是FeTiO₃）制备TiCl₄等产品的一种工艺流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性．该过程中有如下反应发生：
2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺ 2TiO²⁺（无色）+Fe+4H⁺═2Ti³⁺（紫色）+Fe²⁺+2H₂O
Ti³⁺（紫色）+Fe³⁺+H₂O═TiO²⁺（无色）+Fe²⁺+2H⁺
加入铁屑的作用是生成Ti³⁺，保护Fe²⁺不被氧化．
（2）在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO₂•nH₂O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在10^-9～10^-7m（或1nm-100nm）范围．
（3）写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应的化学方程式：TiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄+2CO．
（4）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点．依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是产生了废气，废液，废渣等（只要求写出一项）．
（5）依据表格信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用蒸馏（或分馏）方法．

	TiCl4	SiCl4
熔点/℃	-25.0	-68.8
沸点/℃	136.4	57.6

20．

镍及其化合物常用作合金、催化剂及电极材料．已知：镍元素有+2、+3价的氧化物和氢氧化物，在盐中以+2价的形式存在．
（1）镍与稀硝酸反应放出NO，反应的化学方程式是3Ni+8HNO₃=3Ni（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（2）Ni₂O₃是一种重要的电池材料．
①铁镍蓄电池放电时总反应为：Fe+Ni₂O₃+3H₂O=Fe（OH）₂+2Ni（OH）₂
电池放电时，负极反应为Fe+2OH^--2e^-=Fe（OH）₂；
电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）₂+2OH^--2e^-=Ni₂O₃+6H₂O．
②在碱性条件下，镍氢电池的总反应为：3Ni₂O₃+LaNi₅H₆+3H₂O$?_{充电}^{放电}$LaNi₅+6Ni（OH）₂，该电池放电时，负极电极反应为LaNi₅H₆+6OH^--6e^-=LaNi₅+6H₂O
（3）工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示．
已知：
①Ni²⁺在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性：Ni²⁺（高浓度）＞H⁺＞Ni²⁺（低浓度）
下列说法不正确的是BD
A．碳棒上发生的电极反应：4OH^--4e^- O₂↑+2H₂O
B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少
C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH
D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式不发生改变
（4）某工厂用废的含镍催化剂（主要含Ni，还含有一定量的Al、Fe、SiO₂）回收镍的流程如下：

已知：上述流程中，几种氢氧化物完全沉淀时的pH如下表：

沉淀	Al（OH）₃	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Ni（OH）₂
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

①水合肼（N₂H₄•H₂O）是强还原剂，氧化产物对环境友好．由“沉淀→镍”的化学方程式2Ni（OH）₂+N₂H₄•H₂O═2Ni+N₂↑+5H₂O．
②滤渣b所含成份的化学式为Al（OH）₃、Fe（OH）₃．
③若将溶液调整为pH=6时加入了bkgNi（OH）₂，从酸浸到滤液B的过程中镍的损失率为3%，后几步操作过程中镍的损失率为5%，akg废催化剂（含Ni70%）经上述流程最终得到金属镍的质量为（a×70%×97%+$\frac{59}{93}$b）×95%kg（填计算式）．

17．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）

	A．	0.1 mol•L^-1的Na₂CO₃溶液：K⁺、Ba²⁺、NO${\;}_{3}^{-}$、Cl^-
	B．	0.1 mol•L^-1FeCl₃溶液：K⁺、NH${\;}_{4}^{+}$、I^-、OH^-
	C．	pH=1的溶液：S^2-、NH₄⁺、Cl^-、Na⁺
	D．	能使酚酞变红的溶液中：K⁺、Na⁺、SO${\;}_{4}^{2-}$、CH₃COO^-

18．（Ⅰ）浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少量的黄绿色气体单质X、化合物M和无色液体，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构．2mol M加热分解生成1mol氧化产物X和2mol无色气体Y，Y遇到空气呈现红棕色．
（1）镁与气体X反应产物的电子式

．
（2）浓硝酸与浓盐酸反应的化学方程式为HNO₃+3HCl=Cl₂↑+NOCl+2H₂O．
（3）化合物M水解生成两种酸，为非氧化还原反应，该反应的化学方程式为NOCl+H₂O=HNO₂+HCl．
（Ⅱ）石油铁储罐久置未清洗易引发火灾，经分析研究，事故是由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1：3反应生成的物质丙自燃引起的．某研究小组将一定量的丙粉末投入足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色固体和气体乙，乙在标准状况下的密度为1.52g•L^-1．过滤后向滤液（假设乙全部逸出）中加入足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g．已知气体乙可溶于水．请回答下列问题：
（4）甲的化学式为Fe₂O₃．
（5）丙在盐酸中反应的化学方程式为Fe₂S₃+4H⁺=2H₂S↑+2Fe²⁺+S．
（6）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是（用离子方程式表示）4Fe²⁺+4H⁺+O₂=4Fe³⁺+2H₂O．
（7）为消除石油铁储罐的火灾隐患，下列措施可行的是（填编号）AD．
A．石油入罐前脱硫 B．定期用酸清洗罐体
C．罐体内壁涂刷油漆 D．罐体中充入氮气．

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