题目
题型:不详难度:来源:
(1)将11.802 g钢样粉末(只含铁和碳)于高温下置于足量的纯氧中充分反应,冷却后得到16.240 g磁性氧化铁。
①钢样中含铁________g。
②生成的CO2在标准状况下体积为________mL。
(2)向10 mL氯化铁溶液(含盐酸0.001 mol)中加入16.8 g 5%的烧碱溶液(足量),充分反应后过滤。洗涤沉淀,将洗涤液与滤液合并后稀释至250mL。取25mL稀释液,用0.100 mol/L盐酸滴定,终点时消耗盐酸的体积15.50mL。计算原溶液中Fe3+的物质的量浓度。
(3)铁锈的主要成分实为羟基氧化铁[化学式FeO(OH)]。将一块带锈铁片放入700mL pH=0的稀硝酸中充分反应,收集到标准状况下NO气体3.584 L,最终剩余2.020g铁。求:
①反应后溶液中溶质的成分与物质的量。
②原带锈铁片中铁锈的质量分数。
(4)用FeSO4和NaOH制备Fe(OH)2时,往往会形成一种灰绿色的中间物(用X表示)。经分析,X中含有三种阴离子与两种阳离子,阴、阳离子的总质量之比为11:12。已知两种阳离子为Fe2+与Fe3+,物质的量之比为2:1。请通过计算确定X的化学式。
答案
(3)①Fe(NO3)2(1分),0.27mol(1分);②0.10(或10%,3分);
(4)Fe6(SO4)2(OH)4O3(2FeSO4·2Fe(OH)2·Fe2O3、2FeSO4·Fe(OH)2·Fe3O4·H2O等亦可,4分)
解析
试题分析:(1)①16.240 g磁性氧化铁中铁元素的质量是16.24g×
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011153-79985.png)
②钢样中碳元素的质量是11.802 g-11.76g=0.042g,物质的量=0.042g÷12g/mol=0.0035mol,所以根据碳原子守恒可知,生成的CO2的物质的量也是0.0035mol,在标准状况下的体积是0.0035mol×22.4L/mol=0.0784L=78.4ml。
(2)氢氧化钠的质量是16.8 g×5%=0.84g,氢氧化钠的物质的量是0.84g÷40g/mol=0.021mol,则根据钠离子守恒可知最终生成的氯化钠是0.021mol。原溶液中含有的盐酸和加入的盐酸的物质的量之和=0.100 mol/L×0.0155L×10+0.001mol=0.0165mol,所以根据氯离子守恒可知,氯化铁中氯离子的物质的量是0.021mol-0.0165mol=0.0045mol,则氯化铁的物质的量是0.0045mol÷3=0.0015mol,所以铁离子的浓度是0.0015mol÷0.01L=0.15mol/L。
(3)①反应后铁过量,所以最终溶液中的成分是Fe(NO3)2。硝酸的物质的量是0.7L×1mol/L=0.7mol,NO的物质的量是3.584L÷22.4L/mol=0.16mol,所以根据氮原子守恒可知,生成的硝酸亚铁的物质的量是(0.7mol-0.16mol)÷2=0.27mol。
②假设铁锈的物质的量是x,铁的物质的量是y,则根据铁原子守恒可知x+y=2.020g÷56g/mol+0.27mol。根据电子得失守恒可知x+0.16mol×3=(y-2.020g÷56g/mol)×2,解得x=0.02mol、y=0.286mol所以铁锈的质量分数=
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(4)设有2mol Fe2+和1mol Fe3+,其铁元素质量是3mol×56g/mol=168g
由于阴、阳离子的总质量之比为11:12
所以阴离子共168g×
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所以SO42-只有1mol(96g)
剩余两种阴离子共58g,且带有5mol负电荷。
因为5mol OH—为85g,因此第三种阴离子只能为质量轻、电荷多的O2-
设OH—和O2-的物质的量分别是x和y
则x+2y=5、17x+16y=58
解得x=2mol、y=1.5mol
因此三种阴离子的物质的量之比是2:4:3
所以化学式是Fe6(SO4)2(OH)4O3
核心考点
试题【铁是一种典型的过渡金属,铁和铁的化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算:(1)将11.802 g钢样粉末(只含铁和碳)于高温下置于足量的纯氧中充分反应,】;主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]
举一反三
查阅资料:Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。
设计探究实验:取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中滴加KSCN试剂。
(1)若只有Fe2O3,则实验现象是_____________。
(2)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则此过程中的离子反应为:
____________________________。
(3)经实验分析,确定红色粉末为Cu2O和Fe2O3的混合物。实验小组欲测定Cu2O的质量分数。已知Cu2O在空气中加热生成CuO。
测定流程:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011149-14152.png)
实验中操作A的名称为_____________。
灼烧过程中,所需仪器有:酒精灯、玻璃棒、_____________等(夹持仪器除外)。
(4)写出混合物中Cu2O的质量分数的表达式_____________。
实验小组欲利用红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4•5H2O)。经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011149-59211.png)
实验室有下列试剂可供选择:
A.氯水 | B.H2O2 | C.NaOH | D.Cu2(OH)2CO3 |
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011149-47498.png)
(5)用试剂编号表示:试剂l为_____________,试剂2为_____________。
(6)为什么先“氧化”后“调节pH”?pH控制范围为多少?__________________________________
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011144-59584.png)
(1)用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4
①制备原理用离子方程式表示为 。若要提高FeSO4生成速率,采取下列措施中正确的是 。
A.使用浓硫酸与铁屑反应
B.使用磨细的铁粉反应
C.控制温度在50~70℃
D.控制温度在80~100℃
②在上述反应过程中,常会伴随发生反应:4Fe2++O2+4H+
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011144-60134.png)
若要减少产品FeSO4中Fe3+的含量,采取下列措施中正确的是 。
A.控制稀硫酸的浓度不能太高
B.用去O2蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸
C.反应中保持n(Fe)/n(H2SO4) >1
D.反应中应经常添加Fe2(SO4)3搅拌
③反应结束后,将溶液进行 、冷却、过滤、洗涤即得FeSO4·7H2O晶体。
(2)工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3
其反应及操作流程如下:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011145-47261.png)
①加入NaHCO3并搅拌,将混合液pH调控至 范围内,使杂质沉淀过滤除去。
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Cu(OH)2 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 | 4.7 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 | 6.7 |
②反应Ⅱ中反应的离子方程式是: 。
③生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是 ,气体X与NO配比的比例是 。
(3)用Fe2(SO4)3处理含S2-污水时,有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生,其反应的离子方程式是 。
Ⅰ. 配制FeCl2溶液
取部分变质的氯化亚铁固体[含有难溶性杂质Fe(OH)2Cl],向其中加入稀盐酸,使其完全溶解,再加入适量铁粉。
Ⅱ. 实验探究Fe3+与Fe2+相互转化
实验1:
0.1 mol/L FeCl2溶液
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011139-24548.png)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011139-73294.png)
实验2:
0.1 mol/L FeCl3溶液
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011139-24548.png)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011139-92521.png)
写出Fe(OH)2Cl与盐酸反应的离子方程式 。
(2)请用离子方程式解释实验1中滴加氯水后溶液变红的原因 。
(3)实验2的现象与预测不同, 为探究可能的原因,该小组同学又进行了如下实验,方案及现象如下:
步骤1:10 mL 0.1 mol/L KI溶液
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011140-67624.png)
步骤2:将黄色溶液分为三份:
试管1 取2 mL黄色溶液
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011140-32532.png)
试管2 取3 mL黄色溶液
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011140-13251.png)
试管3 取3 mL黄色溶液
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011140-36343.png)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011140-34874.png)
① 试管2中滴加K3[Fe(CN)6]检验的离子是 。
② 黄色溶液中含有的溶质微粒有K+、Cl-和 。
③ 综合上述实验现象,得出的实验结论是 。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011136-34675.png)
已知:Cu+在酸性条件下不稳定,易生成金属Cu和Cu2+。
(1)操作①的名称为____。 ,
(2)若固体①的成分为混合物,则其成分的化学式为____。
(3)将H2O2加入滤液①中,发生反应的离子方程式为 。
(4)调pH可选用的药品为____。
A.NaOH溶液 | B.CuO | C.氨水 | D.CuCO3 |
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011128-46968.png)
(1)装置B中发生反应的化学方程式是 。
(2)虚线框图C的气体收集装置是下图中的 (选填字母编号)。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011128-55982.png)
(3)反应停止,待B管冷却后,称量,得到固体质量为28.8g。再向固体中加入过量稀盐酸充分反应,并进行如下实验:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011128-77246.png)
试剂a的化学式是 ,试剂b的化学式是 ;加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示) 。
(4)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现请对褪色原因进行探究。首先提出假设。假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;假设2:
;为了对所提出的假设2进行验证,实验方案是
。
(5)根据所给数据,可计算出反应后B装置中铁元素的质量分数为 。
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