题目内容

16．从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化．
（1）古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是c（填字母序号）．
a．Fe       b．FeO      c．Fe3O4      d．Fe2O3
（2）硫酸渣的主要化学成分为：SiO2约45%，Fe2O3约40%，Al2O3约10%，MgO约  5%．用该废渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图1（部分操作和条件略）：

回答下列问题：
①在步骤i中产生的有毒气体可能有CO、SO2等．
②在步骤iii操作中，要除去的离子之一为Al3+．若常温时Ksp[Al（OH）3]=1.0×10-32，此时理论上将Al3+沉淀完全，则溶液的pH为5．
③步骤iv中，生成FeCO3的离子方程式是Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
（3）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀，写出该沉淀的化学式Fe（OH）3．请用平
衡移动的原理，结合必要的离子方程式，对此现象作出解释：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe（OH）3沉淀．
（4）①古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如图2：复分解反应ii的离子方程式是3[Fe（CN）6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe（CN）6]3↓．
②如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN-，方案如图3：若试纸变蓝则证明食品中含有CN-，请解释检测时试纸中FeSO4的作用：碱性条件下，Fe2+与CN-结合生成[Fe（CN）6]4-；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+；[Fe（CN）6]4-与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色．

分析 （1）天然磁石成分为四氧化三铁；
（2）工业废渣主要含Fe2O3及少量SiO2、A12O3、MgO等杂质，加煤燃烧可生成CO、SO2等有毒气体，加硫酸后只有二氧化硅不反应，过滤除去二氧化硅，然后调节pH，Fe3+和Al3+完全转化为沉淀，而亚铁离子没有转化为沉淀，向滤液加入碳酸氢铵将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，过滤得到A为碳酸亚铁，需要洗涤、干燥，然后加热得到氧化铁；
（3）Fe3+会水解产生较多的H+：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe（OH）3沉淀，CuO促进铁离子水解；
（4）①铁离子与[Fe（CN）6]4-反应生成Fe4[Fe（CN）6]3沉淀；
②若试纸变蓝则证明食品中含有CN-，Fe2+与CN-结合生成[Fe（CN）6]4-；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+；[Fe（CN）6]4- 与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色．

解答 解：（1）古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁；
故答案为：c；
（2）①由分析可知，“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有CO、SO2等；
故答案为：CO、SO2等；
②常温时Ksp[Al（OH）3]=1.0×10-32，此时理论上将Al3+沉淀完全，c（OH-）=$\root{3}{\frac{1.0×1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$=10-9，则c（H+）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$mol/L=10-5mol/L，pH=5；
故答案为：5；
③生成FeCO3的离子方程式是：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；
故答案为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；
（3）因为Fe3+会水解产生较多的H+：Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe（OH）3沉淀；
故答案为：Fe（OH）3；Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe（OH）3沉淀；
（4）①复分解反应ii的离子方程式为：3[Fe（CN）6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe（CN）6]3↓；
故答案为：3[Fe（CN）6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe（CN）6]3↓；
②基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN-，碱性条件下，Fe2+与CN-结合生成[Fe（CN）6]4-；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+；[Fe（CN）6]4- 与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色；
故答案为：碱性条件下，Fe2+与CN-结合生成[Fe（CN）6]4-；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+；[Fe（CN）6]4-与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色．

点评 本题考查物质的制备实验及混合物的分离和提纯，为高频考点，把握流程图中每一步发生的反应及操作方法是解本题关键，注意结合题给信息解答，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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6．某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，以下给出原电池中正极、负极、电解质溶液可能的材料，其中与此电池反应不符的原电池给合是（　　）
A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
C．镁片、锌片、Fe2（SO4）3溶液组成的原电池
D．银片、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池
7．下列实验操作能达到目的是（　　）
实验目的实验操作
A制备Fe（OH）3胶体将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
B配制氯化铁溶液将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
C确定Na2SO3样品是否部分被氧化取样于试管中，加入稀硝酸酸化，再滴加BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成
D检验乙醇发生消去反应生成
乙烯		将生成的气体直接通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试剂瓶，观察溶液是否褪色
A．AB．BC．CD．D
4．化学原理在化学中占有很重要的部分．请按要求回答问题：
Ⅰ、在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0
（1）能说明该反应已达平衡状态的是CD（填字母）．
A．单位时间内生成1mol CH3OH（g）的同时消耗了1mol CO（g）
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒压的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化
（2）在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数（V%）与$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$的关系如图1所示．
①当起始$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5min内平均反应速率v（H2）=0.12mol/（L•min）．
若此时再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②当$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的F点（选填“D”、“E”或“F”）．

Ⅱ、（1）已知碳酸H2CO3，K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11，草酸H2C2O4，K1=5.9×10-2，K2=6.4×10-5．若将
等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是AC．
A．c （H+）＞c （HC2O4-）＞c （HCO3-）＞c （CO32-）
B．c （HCO3-）＞c （HC2O4-）＞c （C2O42-）＞c （CO32-）
C．c （H+）＞c （HC2O4-）＞c （C2O42-）＞c （CO32-）
D．c （H2CO3）＞c （HCO3-）＞c （HC2O4-）＞c （CO32-）
（2）一定量CO2溶于NaOH溶液中恰好得到25mL0.1000mol/LNa2CO3溶液，在常温下用0.1000mol/L的盐酸对其进行滴定，所得滴定曲线如图2所示．下列有关滴定过程中所得溶液相关微粒的浓度关系正确的是BC．
A．a点：c（CO32-）＞c（Cl-）＞c（HCO3-）
B．b点：5c（Cl-）＞4c（HCO3-）+4c（CO32-）
C．c点：c（OH-）+c（CO32-）=c（H+）+c（H2CO3）
D．d点：c（H+）=c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）
Ⅲ、已知常温下0.1mol•L-1的HCOONa溶液pH=10，则HCOOH的电离常数Ka=1.0×10-7．
11．25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．0.1mol/L的Na2CO3溶液中：c（CO32-）═2c（HCO3-）+c（H+）-c（OH-）
B．物质的量浓度之比为1：2的NaClO、NaHCO3混合溶液中：c（HClO）+c（ClO-）=2c（HCO3-）+2c（CO32-）+2c（H2CO3）
C．向3.0L0.1mol/LNaOH溶液中缓慢通入CO2至溶液增重8.8g时，溶液中：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）
D．等物质的量的CH3COOH、CH3COONa混合溶液PH=4.75中：c（CH3COO-）+c（OH-）＞c（CH3COOH）+c（H+）
5．亚硝酞氯（NOCl，熔点：-64.5℃，沸点：-5.5℃）是一种黄色气体，遇水易水解．可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等．实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成．
（1）甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2，制备装置如图1所示：
为制备纯净干燥的气体，表中缺少的药品是：
  装置Ⅰ 装置Ⅱ
 烧瓶中 分液漏斗中
 制备纯净Cl2 MnO2 ① ②
 制备纯净NO Cu ③ ④
（2）乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图2所示：
①装置连接顺序为a→e→f（或f→e）→c→b→d （按气流自左向右方向，用小写字母表示）．
②装置 IV、V 除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是观察气泡调节气体的流速．
③装置 VII的作用是防止水蒸气进入反应器．
④装置 VIII中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O．
（3）丙组同学查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸，一定条件下混酸可生成亚硝酞氯和氯气，该反应的化学方程式为HNO3（浓）+3HC1（浓）=NOCl↑+Cl2↑+2H2O．
12．下列过程中能形成离子键的是（　　）
A．硫磺在空气中燃烧B．氢气与氯气在光照下反应
C．镁在空气中逐渐失去光泽D．氯气溶于水
9．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是（　　）
A．NaOHB．KMnO4C．KSCND．淀粉KI
10．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）
A．pH=1的溶液中：NH4+、K+、ClO-、Cl-
B．使酚酞变红色的溶液中：Na+、Na+、SO32-、NO3-
C．能与金属铝反应生成氢气的溶液中：NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
D．无色透明的溶液中：K+、Cu2+、Cl-、NO3-

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