铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。Ⅰ．铁触媒(＋2价铁和＋3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。
Ⅰ．铁触媒(＋2价铁和＋3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答相关问题：

（1）步骤①中需用1.50 mol·L^－1的硫酸100mL，若用18.4mol·L^－1的浓硫酸来配制，则需要用量筒量取浓硫酸        mL
（2）步骤②通入Cl₂的目的是                 （用离子方程式表示）
（3）步骤④后需用           (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
（4）步骤⑤消耗0.10mol·L^－1的Na₂SO₃溶液25.00mL，则铁触媒中铁的质量分数为             。
Ⅱ．目前的研究表明，铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理。
（1）用K₂FeO₄处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体，并放出无色无味的气体和其它物质，写出反应的离子反应方程式                     ，处理废水时既利用K₂FeO₄强氧化性，又利用生成氢氧化铁胶体的            作用。
（2）MFe₂O₄可以与氢气反应制备新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe₂O_x (3<x<4)，其中M表示+2价的金属元素，常温下，MFe₂O_x能使工业废气中的SO₂转化为S，达到回收硫、净化空气目的，转化过程表示如下：

则可以判断x y，氧化性：MFe₂O_y SO₂（填“＞”、“＜”或“=”）

答案

Ⅰ．（1）8.2（2）2Fe²^＋＋Cl₂＝2Fe³^＋＋2Cl^－（3）酸式滴定管(或移液管) （4）35.7%
Ⅱ．（1）4FeO₄^2-+ 10H₂O ＝ 4Fe(OH)₃(胶体) +8OH^－+ 3O₂↑；聚沉（或吸附）（2）＜；＜.

解析

试题分析：Ⅰ．在溶液稀释前后溶质的物质的量不变，利用稀释公式C₁V₁=C₁V₂可得1.50 mol·L^－1×100m=18.4mol·L^－1×Vml,解得V="8.2ml." （2）步骤②通入Cl₂的目的是把亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式是2Fe²^＋＋Cl₂＝2Fe³^＋＋2Cl^－（3）氯化铁溶液显酸性要用移液管或酸式滴定管来量取，防止腐蚀碱式滴定管的橡胶管。（4）2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²+SO₄^2-+2H⁺可利用铁离子与亚硫酸根离子的关系求解得到原来的固体中含有铁的总物质的量为0.05mol，质量为0.05mol×6g/mol=2.8g.所以在铁触媒中铁的质量分数为2.8g/7.84g×100℅=35.7%.Ⅱ．K₂FeO₄有强的氧化性，能***菌、消毒，它本身被还原为铁离子，铁离子在溶液中水解产生氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体吸附水中的悬浮物使之变为沉淀，从而达到净化水的目的。K₂FeO₄处理中性废水时与水反应的离子方程式为：4FeO₄^2-+ 10H₂O ＝ 4Fe(OH)₃(胶体) +8OH^－+ 3O₂↑

核心考点

试题【铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。Ⅰ．铁触媒(＋2价铁和＋3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答】；主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]

举一反三

（16分）铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一：用下列流程测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④后面需用 (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
（2）因为通入Cl₂不足量，“溶液B”中还含有会影响测定结果。
（3）因为通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。
限选试剂：0.1mol·L^－1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L^－1KSCN溶液

实验操作	实验现象与结论

方案二：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（4）“干燥管C”的作用是。
（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得“干燥管B”增重11.0g，则该铁触媒的化学式可表示为。(相对原子质量：C－12 O－16 Fe－56)

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将锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入到一定量的硝酸中，微热，充分反应后过滤，弃去滤渣，滤液中金属阳离子情况不可能是

A．只含Cu²⁺、Fe²^＋、Zn²^＋	B．只含Zn²^＋
C．只含Fe²^＋、Zn²^＋	D．只含Cu²^＋、Fe³^＋、Zn²^＋

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已知离子反应：Fe³^＋＋3SCN^－Fe（SCN）₃具有反应迅速、现象明显等特点，是检验Fe³^＋常用的方法之一。某化学兴趣小组为探究Fe（SCN）₃的性质，做了以下实验：
①取10 mL l mol·L^－1FeCl₃溶液，滴加3～4滴浓KSCN溶液，振荡后溶液立即变成红
色。
②取少量红色溶液，滴加少许浓硝酸，静置，溶液红色褪去，同时产生大量的红棕色气
体混合物A。
③将该气体混合物A通入过量的Ba（OH）₂溶液中，产生白色沉淀B和剩余气体C。
气体C无色无味，能使燃烧的木条熄灭，可排放到空气中，不会改变空气的成分。
④过滤，向白色沉淀B中滴加少量稀硝酸，沉淀完全溶解，同时产生能使澄清石灰水变
浑浊的无色无味气体D。
⑤取②中反应后溶液少许，滴加BaCl₂溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀E。
根据上述实验现象，回答下列问题：
（1）B的化学式为_________________；E的化学式为___________________。
（2）混合气体A的成分是___________________（填化学式）。
（3）该兴趣小组同学根据以上实验现象分析得出结论：Fe（SCN）₃具有还原性，则实验②中反应时被氧化的元素是____________（填元素符号）。根据元素C、S、N的原子结构和共价键的相关知识推断出SCN^－的结构式为_________________。
（4）实验②中反应的离子方程式为___________________________________________。
（5）该兴趣小组同学从上述实验中得到启发，若用SCN^－间接检验Fe²^＋时应注意_________________________________________________________________.

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某化学研究性学习小组讨论Fe³⁺溶液和SO₃^2-溶液之间发生怎样的反应，提出了两种可能，写出预计反应的离子方程式：
一是发生氧化还原反应     ①     ；二是发生互促水解反应     ②     。
为了证明发生怎样的反应，同学们设计并进行如下实验，请填写下列空白：
实验Ⅰ：取5mLFeCl₃浓溶液于试管中，逐滴加入某Na₂SO₃浓溶液至过量，观察到无气泡产生，无沉淀生成，但溶液颜色最终变为红褐色。这种红褐色液体是    ③    。
向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量，可观察到溶液最终变为黄色。将所得溶液分成两等份：
其中一份加入KSCN溶液，溶液变成血红色，此步实验的目的是  ④  ；另一份加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成，产生该白色沉淀的离子方程式是  ⑤  。
实验Ⅱ：将FeCl₃和Na₂SO₃溶液分别稀释后，重复实验Ⅰ，产生的现象完全相同。
同学们由上述实验得出的结论是        ⑥         。
指导老师看过上述实验步骤后认为该设计有缺陷，应在开始实验前对某主要药品进行检验，该主要药品为     ⑦    ；检验的目的是          ⑧          。

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某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下：提出猜想
问题1：在周期表中，铜与铝的位置很接近，铜不如铝活泼，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜也有两性吗？
问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？
问题3：氧化铜有氧化性，能被H₂、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？
实验探究
I.解决问题1
（1）需用到的药品除1 mol·L^-1CuSO₄溶液、稀硫酸外还需________（填试剂的化学式）溶液。
（2）用胆矾晶体配制1 mol·L^-1CuSO₄溶液250mL，选用的仪器除烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管外，还有______________（填仪器名称）。
（3）为达到实验目的，请你补全实验内容和步骤：
①用CuSO₄溶液制备Cu(OH)₂；
②__________________________________________________________________________。
Ⅱ．解决问题2
取一定量I中制备获得的氢氧化铜固体于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答问题。
（1）写出氧化亚铜与稀硫酸（或盐酸）反应的离子方程式：_______________________。
（2）从实验Ⅱ可得出的结论是在高温下正一价铜比正二价铜________（填稳定或不稳定），溶液中正一价铜比正二价铜_________（填稳定或不稳定）。
Ⅲ．解决问题3
设计如下装置（夹持装置未画出）：

当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时，观察到氧化铜由黑色变成了红色，无水硫酸铜变成蓝色，生成物中还有一种无污染的单质气体Y；将X通人灼热的CuO燃烧管完全反应后，消耗0.01 mol X，测得B装置增重0.36g，并收集到0.28g气体Y。
（1）仪器A的名称是_____________________。
（2）X的化学式为_______________________。

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