1、1第二单元 铁、铜的获取及应用1.下列说法中,正确的是( )A.过量的 Fe与 Cl2反应生成 FeCl2B.NaHCO3固体可以作干粉灭火剂,金属钠着火可以用其来灭火C.硫酸可用于化肥、医药、农药的生产,金属矿石的处理D.硫酸亚铁通常用作净水剂、消毒剂答案 C 铁在氯气中燃烧,无论氯气是否过量都只生成氯化铁,故 A错误;NaHCO 3不稳定,加热易分解,钠着火时生成过氧化钠,过氧化钠可与二氧化碳、水反应均生成氧气,所以金属钠着火不能用碳酸氢钠扑灭,故 B错误;硫酸能够与氨气反应生成硫酸铵,能与金属矿石、金属氧化物反应生成硫酸盐,故 C正确;硫酸亚铁不具有强氧化性,不能用作消毒剂,故 D错误。
2、2.实验室测定氧化物 X(FexO)的组成实验如下:3.04 g X 溶液 Y 溶液 Z下列有关说法正确的是( )A.样品 X中氧元素的质量分数约为 26.3%B.溶液 Y中 c(Fe2+)c(Fe 3+)=21C.用酸性高锰酸钾溶液检验溶液 Z中是否含有 Fe2+D.根据步骤、可以判断 X的组成为 Fe0.75O答案 A 溶液 Y消耗 0.01 mol氯气,这说明溶液中含有 0.02 mol亚铁离子,因此 X中相当于含有氧化亚铁的物质的量是 0.02 mol,质量是 0.02 mol72 g/mol=1.44 g,则相当于含有氧化铁的质量是 3.04 g-1.44 g=1.6 g,物质的量是
3、 0.01 mol,即 X可以看作是 2FeOFe2O3,因此 x=4/5=0.8,则样品 X中氧元素的质量分数为 100%26.3%,A 正确;根据以上分析可知溶液 Y中 c(Fe2+)c(Fe 3+)1616+0.856=11,B 错误;溶液 Z中含有氯离子,氯离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能用酸性高锰酸钾溶液检验溶液 Z中是否含有 Fe2+,应该用铁氰化钾,C 错误;根据步骤、可以判断 X的组成为 Fe0.8O,D错误。3.某废催化剂含 58.2%的 SiO2、21.0%的 ZnO、4.5%的 ZnS和 12.8%的 CuS,某同学以该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。采用的实验方案
4、如下:2已知:1.步骤中发生的化学反应为非氧化还原反应2.滤渣 2的主要成分是 SiO2和 S下列说法不正确的是( )A.步骤,最好在通风橱中进行B.步骤和,说明 CuS不溶于稀硫酸而 ZnS溶于稀硫酸C.步骤,涉及的离子反应为 CuS+H2O2+2H+ Cu2+S+2H2OD.步骤和,均采用蒸发结晶的方式获取溶质答案 D A 项,步骤发生的反应是 ZnO+H2SO4 ZnSO4+H2O,ZnS+H2SO4 ZnSO4+H2S,H 2S是有毒气体,因此应在通风橱内进行,故 A说法正确;B 项,根据流程图,步骤得到 CuSO45H2O,说明滤渣 1中含有 Cu元素,即含 CuS,从步骤滤液中得到
5、硫酸铜晶体,说明滤液 2中存在 Cu2+,从而推出 CuS不溶于稀硫酸,步骤从滤液 1中得到 ZnSO47H2O,说明滤液 1中含有 Zn2+,即 ZnS溶于稀硫酸,故 B说法正确;C项,步骤中 CuS转变成 Cu2+,根据信息,滤渣 2中含有 SiO2和 S,推出 CuS中硫元素被过氧化氢氧化为硫单质,离子反应方程式为 CuS+H+H2O2 Cu2+S+H2O,根据化合价的升降法进行配平 ,得到 CuS+H2O2+2H+Cu2+S+2H2O,故 C说法正确;D 项,得到的 CuSO45H2O和 ZnSO47H2O中都含有结晶水,通过对滤液蒸发结晶的方法,容易失去结晶水,因此采用的方法是蒸发浓
6、缩、冷却结晶,故 D说法错误。4.检验某溶液中是否含有 K+、Fe 3+、Cl -、Mg 2+、I -、C 、S ,限用试剂有:盐酸、硫酸、硝酸钡溶O2-3 O2-4液、硝酸银溶液。设计如下实验步骤,并记录相关现象:(已知,N 在酸性条件下具有强氧化性)O-3下列叙述不正确的是( )A.该溶液中一定有 I-、C 、S 、K +O2-3 O2-4B.试剂为硝酸钡C.试剂一定为盐酸D.通过在黄色溶液中加入硝酸银可以检验原溶液中是否存在 Cl-3答案 D 在溶液中,加入过量试剂,生成白色沉淀,则试剂为硝酸钡(如果加入的试剂是硝酸银,则会有黄色的 AgI沉淀生成),且加入试剂后沉淀质量减少,则白色沉淀
7、是 BaCO3和 BaSO4,说明原溶液中含有 C 、S ,由于 C 与 Fe3+、Mg 2+会发生离子反应而不能大量共存,所以原溶液中不含有O2-3 O2-4 O2-3Fe3+、Mg 2+;过滤后,白色沉淀中加入足量的试剂,沉淀质量减少,则试剂是盐酸(如果是硫酸,则BaCO3沉淀会转化为 BaSO4沉淀,沉淀质量不会减少);过滤后的溶液中也加入足量的试剂,溶液变黄色,说明该溶液由于前面加入了过量的硝酸钡,使溶液中引入了较多的 N 。在酸性环境里,N 具有强氧O-3 O-3化性,氧化 I-生成 I2,碘在水中溶解度很小,使过滤后的溶液变黄色,这说明原溶液中含有 I-;根据溶液中电荷守恒,原溶液
8、中还含有 K+。在该实验中加入了足量的盐酸(试剂),引入了大量 Cl-,所以在黄色溶液中加入硝酸银即使有白色沉淀生成,也不能说明原溶液中一定含有 Cl-,所以加入硝酸银不能检验原溶液中是否存在 Cl-。综上分析可知,选项 A、B、C 正确,D 错误。5.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验的流程如下:补血剂 10片 滤液 红褐色悬浊液 氧化铁固体 w g下列说法不正确的是( )A.步骤研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样B.步骤加入 H2O2的作用是将 Fe2+完全氧化C.步骤多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重D.每片补血剂中铁元素的质量为 0.7w g答案 D 将补血剂研细,向
9、药片中加入稀硫酸,然后过滤得到沉淀,向滤液中加入 H2O2,发生反应2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O,向溶液中加入过量氨水生成红褐色沉淀 ,将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体 Fe2O3。步骤研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样,以防研磨时固体飞出研钵,故 A正确;步骤加入 H2O2的作用是将 Fe2+完全氧化成 Fe3+,便于沉淀,故 B正确;步骤多步操作依次是:过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重,故 C正确;w g 固体为 10片补血剂中产生的氧化铁,固体中 m(Fe)=112/160w g=0.7w g,每片补血剂中铁元素的质量为 0.07w g,故 D错误。6.已知氧化性 Fe
10、3+I2,在含有 n mol FeI2的溶液中通入 Cl2,有 x mol Cl2发生反应。下列说法正确的是( )A.当 xn 时,反应的离子方程式为 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-B.当 x 时,反应的离子方程式为 2Fe2+2I-+2Cl2 2Fe3+I2+4Cl-3n2C.当 nx 时,反应中转移电子的物质的量 n(e-)为 2n moln(e -)3n mol3n24D.当 nI2,则还原性 I-Fe2+。当 xn 时,只有碘离子被氧化,反应的离子方程式为 2I-+Cl2 I2+2Cl-,A错误;当 x 时,碘离子、亚铁离子全部被氧化,离子方程式为 2Fe2+4I-+3Cl2 3
11、n22Fe3+2I2+6Cl-,B错误;当 nx 时,碘离子全部被氧化,亚铁离子部分被氧化,所以反应中转移电子的3n2物质的量 n(e-)为 2n moln(e -)3n mol,C 正确;当 nx 时,碘离子全部被氧化,亚铁离子部分被氧化,则3n2溶液中 Fe3+、Cl -、I 2的物质的量之比为 2(x-n)2xn,D 错误。7.在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关 Fe2O3及其硫酸盐的信息,用以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是( )A.Fe2O3与 Fe3O4互为同素异形体B.检验从火星上带回来的红色物质是不是 Fe2O3的操作步骤为:样
12、品粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加 KSCN溶液C.除去 FeCl2溶液中的 FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物答案 C A 项,Fe 2O3与 Fe3O4不互为同素异形体,它们不是单质,不正确。B 项,步骤为:样品粉碎加稀盐酸溶解过滤向滤液中滴加 KSCN溶液,不正确。D 项,明矾属硫酸盐,含结晶水,但组成成分只有一种,不是混合物,是纯净物,不正确。8.Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。一种制备 Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2,下列说法中正确的是 ( )
13、A.Na2O2在上述反应中只作氧化剂B.氧化产物只有 Na2FeO4C.Na2FeO4处理水时,既能杀菌,又能在处理水时产生胶体净水D.2 mol FeSO4发生反应时,共有 8 mol电子发生转移答案 C 该反应中铁元素化合价由+2 价变为+6 价、氧元素化合价由-1 价变为 0价和-2 价,所以硫酸亚铁是还原剂、过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。根据上述分析,该反应中过氧化钠既作氧化剂又作还原剂,故 A错误;Na 2FeO4既是氧化产物又是还原产物,且 O2也为氧化产物,故 B错误;Na 2FeO4处理水时,高铁酸钠具有强氧化性,能杀菌,+6 价的铁被还原生成铁离子,铁离子水解生成的氢氧化铁胶
14、体具有吸附性,故C正确;反应中化合价升高的元素有铁元素,由+2 价+6 价,化合价升高的元素还有氧元素,由-1 价0价,则 2 mol FeSO4发生反应时,共有 2 mol4+1 mol2=10 mol电子发生转移,故 D错误。59.孔雀石的主要成分是 Cu2(OH)2CO3(含 Fe2O3、FeCO 3、Al 2O3、SiO 2杂质),工业上用孔雀石制备硫酸铜的第一步需用过量的硫酸溶解并过滤。常温下,分别取滤液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中可以大量存在的一组离子正确的是( )A.加入过量氨水:Fe 3+、N 、S 、OH -H+4 O2-4B.加入过量 NaNO3溶液:Fe 2+、N
15、 、Cu 2+、SO-3 O2-4C.加入过量 NaOH溶液:Na +、Al 、S 、OH -O-2 O2-4D.加入过量 NaHCO3溶液:Na +、Al 3+、S 、HCO2-4 O-3答案 C 加入过量氨水后,Fe 3+不可能大量存在,A 不正确;硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,可以把Fe2+氧化,B 不正确;加入过量 NaOH溶液后,Na +、Al 、S 、OH -等几种离子之间不发生离子反应,可O-2 O2-4以大量共存,C 正确;加入过量 NaHCO3溶液,Al 3+和 HC 发生相互促进的水解反应不能大量共存,D 不正O-3确。10.铁的常见化合价有+2 价和+3 价。据研究,
16、铁在浓 HNO3中发生钝化时,可生成一种化学式为 Fe8O11的化合物,它可以看作由 FeO和 Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为( )A.FeO3Fe2O3 B.2FeO3Fe2O3C.FeO2Fe2O3 D.2FeOFe2O3答案 B 化合物 Fe8O11可以看作由 FeO和 Fe2O3组成的复杂氧化物,设化学式为 nFeOmFe2O3,则,解得 n=2,m=3,该化合物可以表示为 2FeO3Fe2O3。n+2m=8n+3m=1111.有一块铁的“氧化物”样品,用 140 mL 5.0 molL-1盐酸恰好将其完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,恰好使其中的
17、Fe2+全部转变为 Fe3+,则该样品可能的化学式为( )A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7答案 D 根据 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-可知铁的“氧化物 ”样品用盐酸溶解后所得溶液中 n(Fe2+)=0.025 mol2=0.05 mol,根据电荷守恒得 2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则 n(Fe3+)=0.2 mol,故 n(Fe2+)n(Fe3+)=0.050.2=14,该氧化物可表示为 FeO2Fe2O3,即 Fe5O7。12.部分氧化的 Fe-Cu合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g,经如下处理:下列说法正确
18、的是( )6A.V=44.8B.原样品中铁元素的质量分数为 38.89%C.滤液 A中的阳离子为 Fe2+、Fe 3+、H +D.样品中 CuO的质量为 4.0 g答案 B 滤液 A中的溶质为 H2SO4和 FeSO4,滤渣充分灼烧后的固体为氧化铁,则 n(Fe)= 2=0.04 mol,说明参加反应的硫酸为 0.04 mol,含 H+为 0.08 mol,其中部分 H+生成氢气,另外3.2 g160 g/mol的 H+和氧元素结合生成水,合金样品中铁元素的质量为 0.04 mol56 g/mol=2.24 g,合金样品中氧元素的物质的量为 =0.02 mol,所以硫酸中有 0.08 mol-
19、0.04 mol=0.04 mol H+生成氢气,5.76 g-3.2 g-2.24 g16 g/mol即生成 0.02 mol氢气,标准状况下氢气的体积为 448 mL,A项错误;根据 A项分析知铁元素的质量为2.24 g,则原样品中铁元素的质量分数为 100%38.89%,B 项正确;3.2 g 滤渣是铜,金属铜可以与2.24 g5.76 g三价铁离子反应,所以滤液 A中一定没有 Fe3+,C项错误;合金样品中铁元素的质量为 2.24 g,而原来样品为 5.76 g,故 CuO质量不超过 5.76 g-2.24 g=3.52 g,D项错误。13.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐溶液 A的
20、组成成分,由此分析,下列结论中正确的是( )A.A中一定有 Fe3+ B.C中一定有 Fe3+C.B为 AgI沉淀 D.A一定为 FeBr2溶液答案 B HNO 3具有强氧化性,可氧化 Fe2+生成 Fe3+,A中不一定有 Fe3+,A错误;AgI 为黄色沉淀,C 错误;A可能是 FeBr3溶液、FeBr 2溶液或二者的混合物,D 错误。14.某固体混合物 X中可能存在 Fe、FeO、CuO、MnO 2、K 2CO3、KCl 中的若干种,为确定固体成分,某同学进行了如下实验(部分实验条件略去):下列说法正确的是( )A.溶液 1中一定存在 KCl,不存在 K2CO3B.固体 1中一定存在 Fe
21、和 CuOC.固体 1中不能确定是否存在 MnO27D.溶液 2中一定存在 Fe3+答案 B A 项,由溶液 1中加入 AgNO3溶液有白色沉淀可知溶液中 KCl、K 2CO3均可能存在,错误;B 项,由红色不溶物可知,CuO 与盐酸反应生成 Cu2+,Fe将 Cu2+还原为 Cu,则一定存在 Fe和 CuO,正确;C 项,MnO 2与浓盐酸在加热条件下反应生成 Cl2,MnO2一定存在,错误;D 项,有 Cu剩余,则溶液 2中不可能存在 Fe3+,错误。15.(2018浙江 11月选考,29,4 分)某红色固体粉末可能是 Fe2O3、Cu 2O或二者混合物,为探究其组成,称取 m g该固体粉
22、末样品,用足量的稀 H2SO4充分反应后,称得固体质量为 a g。已知:Cu 2O+2H+ Cu2+Cu+H2O(1)若 a= (用含 m的最简式表示),则红色固体粉末为纯净物。 (2)若 a= m,则红色固体粉末中 Fe2O3的物质的量为 mol(用含 m的最简式表示)。 19答案 (1) (2)4m9 3m1 216解析 将固体粉末样品加入足量稀 H2SO4充分反应后,有固体剩余,说明一定有 Cu2O,Fe2O3可能存在。(1)若红色固体粉末为纯净物,则只有 Cu2O, m g Cu2O的物质的量为 mol,根据方程式:Cu 2O+2H+ m144Cu2+Cu+H2O,生成的 Cu的物质的
23、量是 mol,质量为 g。m144 4m9(2)混合物加入足量稀 H2SO4,会发生如下反应,假设 Fe2O3的物质的量为 x mol,Cu2O的物质的量为 y mol。Cu2O+2H+ Cu+Cu2+H2Oy mol y molFe2O3+6H+ 2Fe3+3H2Ox mol 2x mol2Fe3+ + Cu 2Fe2+Cu2+2x mol x mol既然反应后有固体剩余,所以 Cu过量,利用 Fe3+的量来算:160x+144y=m64(y-x)= m19解得 x=3m1 21616.为探究难溶性盐 X(仅含三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:8已知:气体甲和气体乙组成元素相同。请
24、回答:(1)气体乙的摩尔质量是 。 (2)X的化学式是 。 (3)写出 X在隔绝空气条件下加热分解的化学方程式 。 答案 (1)28 gmol -1(2)FeC2O4 (3)FeC2O4 FeO+CO+CO 2解析 (1)混合气体通入足量的石灰水中得到白色沉淀,能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是 CO2,也可能是 SO2,气体甲和气体乙组成元素相同,因此组合可能是 CO2、CO 或 SO2、SO 3,因为 SO3与水反应生成H2SO4,如果混合气体是 SO2、SO 3,通入足量澄清石灰水,没有气体逸出,因此甲为 CO2,乙为 CO,即气体乙的摩尔质量为 28 gmol-1。(2)根据(1)的分析
25、,白色沉淀是 CaCO3,即 CO2的物质的量为 =0.05 5.00 g100 gmol-1mol,气体甲和气体乙的平均摩尔质量为 36 gmol-1,依据十字交叉法,推出 CO的物质的量为 0.05 mol,即 X中碳原子物质的量为(0.05+0.05) mol=0.1 mol;红棕色固体为 Fe2O3,说明 X中含有铁元素,X 中铁原子的物质的量为 2=0.05 mol,氧原子的质量为(7.20-0.0556-0.112)g=3.2 g,即 X中4.00 g160 gmol-1氧原子的物质的量为 =0.2 mol,即 n(Fe)n(C)n(O)=0.05 mol0.1 mol0.2 mo
26、l=124,X3.2 g16 gmol-1的化学式为 FeC2O4。(3)根据铁元素守恒,黑色固体为 FeO,其物质的量为 0.05 mol,因此反应方程式为FeC2O4 FeO+CO+CO 2。17.如图所示装置可用来制取 Fe(OH)2和观察 Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、4 molL -1硫酸溶液,其他试剂任选。填写下列空白:9(1)实验开始时应先将活塞 E (填“打开”或“关闭”)。 (2)在该实验中生成的 Fe(OH)2白色沉淀可保持较长时间,可能的原因为 。 (3)拔去装置 B中的橡皮塞,使空气进入,写出 Fe(OH)2被氧化的化学方程式 。 答案
27、(1)打开 (2)反应生成的氢气排出了装置中的空气 (3)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3解析 (1)实验开始时,应先打开活塞 E,使生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气,防止氢氧化亚铁被氧化。(2)因 B中充满氢气,生成的氢氧化亚铁处于还原性气体的氛围中,隔绝了氧气,则生成的 Fe(OH)2白色沉淀可保持较长时间。(3)氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀,所以看到白色沉淀先转化为灰绿色,最后转化为红褐色,反应方程式为 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。18.水是生命之源,它与我们的生活密切相关。(1)自来水厂常用高铁酸钾(K 2FeO4
28、)改善水质。简述高铁酸钾用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理 。 (2)电镀废水中含有剧毒的 NaCN,加入 NaClO处理该碱性废水时生成 Na2CO3、NaCl 和 N2。写出该反应的离子方程式: 。 处理 a m3含 NaCN b mgL-1的废水,至少需要 NaClO的质量为 g。 (3)某工业废水中可能含有 Na+、Mg 2+、Al 3+、Fe 3+、N 、C 、S 、N 中的几种,为确定其成分,设H+4 O2-3 O2-4 O-3计如下实验:a.取该废水进行焰色反应实验,火焰为黄色;b.另取 10 mL该废水于试管中,加入足量的 Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,充分反应后过滤得到 4
29、.66 g白色沉淀;c.另取 10 mL该废水于试管中,滴加 NaOH溶液,产生沉淀的质量随所加 NaOH溶液体积的变化关系如下图所示(不考虑沉淀的溶解和损失)。10根据上述实验和图表数据回答:该工业废水中一定不存在的离子有 (写离子符号)。 c(NaOH)= 。 N 是否存在? (填“存在”“不存在”或“不确定”),理由是 O-3。 答案 (1)K 2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,生成的 Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能凝聚水中的悬浮物,达到净水的目的(2)5ClO -+2CN-+2OH- 5Cl-+2C +N2+H 2O O2-33.8ab(3)Mg 2+、Fe 3+、C 1.0 mo
30、lL -1 存在 由题意得,溶液中 n(S )=0.02 mol,O2-3 O2-4n(Al3+)=0.01 mol,n(N )=0.01 mol,且含有 Na+,根据电荷守恒可知,溶液中一定含有 NH+4 O-3解析 (1)高铁酸钾中铁元素为+6 价,K 2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,同时生成的 Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能凝聚水中的悬浮物,达到净水的目的。(2)反应中 C、N 元素化合价分别从+2 价、-3 价升高到+4 价和 0价,氯元素化合价从+1 价降低到-1 价,因此根据电子得失守恒和原子守恒可知该反应的离子方程式为 5ClO-+2CN-+2OH- 5Cl-+2C +N2
31、+H 2O。根据方程式可知处理 a m3含 NaCN b mgL-O2-31的废水,至少需要 NaClO的质量为 74.5 g/mol3.8ab g。(3)a.取该废水进行焰1 000aL0.001bg/L49 g/mol 52色反应实验,火焰为黄色,说明一定含有 Na+;b.另取 10 mL该废水于试管中,加入足量的 Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,充分反应后过滤得到 4.66 g白色沉淀,沉淀一定是硫酸钡,因此一定存在 S ,其物质的量是O2-44.66 g233 g/mol=0.02 mol;c.根据图像可知开始即产生沉淀,达到最大值后沉淀不变化,这说明还含有铵根离子;最后沉淀完全消失,所
32、以沉淀一定是氢氧化铝,即一定存在铝离子,不存在镁离子、铁离子和碳酸根离子。产生的氢氧化铝为 0.78 g,其物质的量是 0.01 mol,消耗氢氧化钠是 0.03 mol,沉淀铝离子消耗氢氧化钠溶液 30 mL,则氢氧化钠的物质的量浓度是 0.03 mol0.03 L=1.0 molL-1;与铵根11离子反应消耗氢氧化钠溶液 10 mL,物质的量是 0.01 mol,则铵根离子是 0.01 mol。由以上分析可知溶液中 n(S )=0.02 mol,n(Al3+)=0.01 mol,n(N )=0.01 mol,且含有 Na+,根据电荷守恒可知,溶液中O2-4 H+4一定含有 N 。O-319
33、.磁性材料 A由两种元素组成,取 2.960 g A在足量的空气中充分煅烧,得到 2.400 g红棕色固体 B和无色刺激性气体 D。固体 B溶于盐酸形成棕黄色溶液 C,再加入 KSCN溶液变为血红色。气体 D溶于水得到无色酸性溶液 E,向 E中加足量碘-碘化钾溶液(红棕色)得到溶液 F,同时溶液酸性增强。请回答下列问题:(1)溶液 C也可用于处理污水,用离子方程式表示污水处理原理 。 (2)已知化合物 A能与稀硫酸反应,反应后得到浅绿色溶液,同时生成一种淡黄色不溶物和一种臭鸡蛋气味气体,写出该反应的化学方程式 。 (3)用离子方程式解释 E中加足量碘-碘化钾溶液后溶液酸性增强的原因 。 答案
34、(1)Fe 3+3H2O Fe(OH)3+3H+或 Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H +(2)Fe3S4+3H2SO4 3H2S+3FeSO 4+S(3)H2SO3+I2+H2O S +4H+2I-O2-4解析 磁性材料 A由两种元素组成,取 2.960 g A在足量的空气中充分煅烧,得到 2.400 g红棕色固体B和无色刺激性气体 D。固体 B溶于盐酸形成棕黄色溶液 C,再加入 KSCN溶液变为血红色,说明棕黄色溶液 C是氯化铁溶液,B 为氧化铁。气体 D溶于水得到无色酸性溶液 E,向 E中加足量碘-碘化钾溶液得到溶液 F,同时溶液酸性增强,可以推断 D为二氧化硫,E 为亚硫酸
35、,亚硫酸可以被碘氧化为硫酸,碘被还原为氢碘酸,所以酸性增强。2.400 g 红棕色氧化铁的物质的量为 0.015 mol,其中含铁 0.03 mol,铁元素的质量为 1.68 g,由铁元素守恒求得 2.960 g A中含硫元素的质量为 1.28 g,S的物质的量为 0.04 mol,所以 A的化学式为 Fe3S4。(1)氯化铁溶液可用于处理污水,用离子方程式表示污水处理原理为 Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+或 Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H +。(2)化合物 A能与稀硫酸反应,反应后得到浅绿色硫酸亚铁溶液,同时生成一种淡黄色不溶物硫和一种臭鸡蛋气味气体硫化氢,该反应的化
36、学方程式为Fe3S4+3H2SO4 3H2S+3FeSO 4+S。(3)E 中加足量碘-碘化钾溶液后溶液酸性增强的原因用离子方程式可表示为 H2SO3+I2+H2O S +4H+2I-。O2-420.有一种天然黄铜矿主要成分为 CuFeS2(含 SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如图 1实验:12图 1图 2称取研细的黄铜矿样品 1.150 g煅烧,生成 Cu、Fe 2O3、FeO 和 SO2气体,实验后取 d中溶液的 1/5置于锥形瓶中,用 0.01 molL-1标准碘溶液进行滴定,初读数为 0.10 mL,末读数如图 2所示。完成下列填空:(1)装置 c的作用是 。 (2)上
37、述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是 。 (3)滴定时,标准碘溶液所耗体积为 mL;用化学方程式表示滴定的原理 。 (4)该黄铜矿的纯度为 。 (5)工业上利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含 Fe2O3、FeO、SiO 2、Al 2O3)可制备 Fe2O3。选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有 FeO。提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、KMnO 4溶液、NaOH 溶液。所选试剂为 ;证明炉渣中含有 FeO的实验现象为 。 答案 (1)除去混合气体中未反应的氧气 (2)将装置中的 SO2全部排入 d中充分吸收 (3)20.00 I 2+SO2+2H2O H2SO4+2HI (4)
38、8% (5)稀硫酸、KMnO 4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使 KMnO4溶液褪色解析 (1)气体通过装置 c中铜网,加热条件下和气体中剩余的氧气反应,因此装置 c的作用是除去混合气体中未反应的氧气。(2)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物,分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气,目的是将装置中的二氧化硫全部排入 d中充分吸收,使结果更加精确。(3)根据滴定管内的液面可判断最终读数是 20.10 mL,所以滴定时,标准碘溶液所消耗的体积为 20.10 mL-0.10 mL=20.00 mL;反应中碘被 SO2还原,反应的化学方程式为 I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI。(4)根据硫原子守恒和得失电子守恒找出关系式:CuFeS 22SO22I2,消耗掉 0.01 molL-1标准碘溶液 20.00 mL,即消耗的碘单质的物13质的量为:0.01 molL-0.020 0 L=0.000 200 mol,所以黄铜矿的质量是 :0.50.000 200 mol184 g/mol5=0.092 g,所以其纯度是: 100%=8.0%。(5)若含有 FeO,利用稀酸(非氧化性酸)溶解后生0.092 g1.150 g成的亚铁离子具有还原性,而给出的试剂中 KMnO4溶液具有强氧化性,亚铁离子可使 KMnO4溶液褪色,则选择试剂为稀硫酸、KMnO 4溶液。
