?專題六　鐵、銅及其化合物　金屬的冶煉
考點(diǎn)1　鐵及其重要化合物
考法1 “鐵三角”及其應(yīng)用
命題角度1　以實(shí)驗(yàn)為載體考查含鐵化合物的性質(zhì)與制備
例1 .綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究。回答下列問題:
(1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅。由此可知:　　　　　　、　　　　　　。?

(2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重,記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為m2 g。按如圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①儀器B的名稱是　　　。?
②將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序　　　(填標(biāo)號);重復(fù)上述操作步驟,直至A恒重,記為m3 g。?
a.點(diǎn)燃酒精燈,加熱　b.熄滅酒精燈　c.關(guān)閉K1和K2 d.打開K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2　e.稱量A　f.冷卻到室溫
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄,計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=　 　　(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時按a、d次序操作,則使x　　 　(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。?
(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2,加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。

①C、D中的溶液依次為　　　(填標(biāo)號)。C、D中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為　。?
a.品紅　b.NaOH　c.BaCl2　d.Ba(NO3)2　e.濃H2SO4
②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　。?
【解析】(1)樣品溶于水后,滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化,說明樣品中不含三價鐵;再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅,則說明空氣中的O2氧化了亞鐵離子,即亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化。(2)測定硫酸亞鐵晶體中結(jié)晶水含量,關(guān)鍵是要排盡裝置內(nèi)的空氣,避免O2氧化亞鐵離子,導(dǎo)致結(jié)晶水含量測量不準(zhǔn)確。①儀器B為干燥管;②測定結(jié)晶水的過程:先打開K1和K2,緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)馀疟M裝置中的空氣,再點(diǎn)燃酒精燈加熱,一段時間后熄滅酒精燈,冷卻至室溫,關(guān)閉K1和K2,稱量A。故正確的操作步驟為dabfce。③A的質(zhì)量為m1 g,樣品和A的總質(zhì)量為m2 g,硫酸亞鐵和A的總質(zhì)量為m3 g。則m(FeSO4)=(m3-m1)g,m(H2O)=(m2-m3)g,有18x152=m2-m3m3-m1,解得x=152(m2-m3)18(m3-m1)=76(m2-m3)9(m3-m1)。若先加熱,后通入氮?dú)?石英玻璃管內(nèi)空氣中的O2會氧化綠礬,使m3增大,所以76(m2-m3)9(m3-m1)會偏小。(3)硫酸亞鐵分解實(shí)驗(yàn)中,生成了紅色粉末(氧化鐵),說明必有元素化合價降低,暗示有SO2生成。根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。SO3極易溶于水且能與水反應(yīng)生成H2SO4,故應(yīng)先檢驗(yàn)SO3。SO3可用BaCl2溶液檢驗(yàn),但不能用硝酸鋇溶液檢驗(yàn),因?yàn)橄跛徜^溶液吸收SO3或SO2時都會生成硫酸鋇沉淀;SO2可用品紅溶液檢驗(yàn),故C中裝氯化鋇溶液,D中裝品紅溶液,最后用氫氧化鈉溶液吸收尾氣。
【答案】(1)樣品中沒有Fe(Ⅲ)　Fe(Ⅱ)易被氧氣氧化為Fe(Ⅲ)
(2)①干燥管?、赿abfce?、?6(m2-m3)9(m3-m1)　偏小　(3)① c、a　生成白色沉淀、褪色 　②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
【拓展訓(xùn)練】1. 由硫鐵礦燒渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到綠礬(FeSO4·7H2O),再通過綠礬制備鐵黃（FeO(OH)）的流程如下:
燒渣 溶液綠礬鐵黃
已知:FeS2和鐵黃均難溶于水。
下列說法不正確的是(　　)
A.步驟①,最好用硫酸來溶解燒渣
B.步驟②,涉及的離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2SO42-+16H+
C.步驟③,將溶液加熱到有較多固體析出,再用余熱將液體蒸干,可得純凈綠礬
D.步驟④,反應(yīng)條件控制不當(dāng)會使鐵黃中混有Fe(OH)3
命題角度2　以工藝流程為載體考查含鐵化合物的分離提純與性質(zhì)(熱點(diǎn)角度)
例2 .水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示:

回答下列問題:
(1)在分解水泥樣品過程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是　　　　,還可使用　　　代替硝酸。?
(2)沉淀A的主要成分是　　　　,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。?
(3)加氨水過程中加熱的目的是　　　　　　　　　　 　　　
　　　　　　　　　　。沉淀B的主要成分為　　　　　　　、　　　　　　　(寫化學(xué)式)。?
(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)為MnO4-+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400 g水泥樣品,滴定時消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　 　　。?
【解析】本題結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測定水泥樣品中鈣含量的流程考查元素化合物、物質(zhì)分離提純等知識的應(yīng)用。(1)水泥熟料中的CaO和鐵、鋁、鎂等金屬的氧化物均能溶于鹽酸,加入硝酸能將水泥樣品中可能含有的Fe2+氧化為Fe3+,為了不引入新雜質(zhì),還可用H2O2代替硝酸。(2)根據(jù)圖示流程可知,不溶于鹽酸和硝酸的沉淀A為SiO2(或H2SiO3),SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氫氟酸,生成SiF4和H2O。(3)加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH=4~5的過程中加熱,能防止膠體生成,易沉淀分離,結(jié)合流程圖可知,沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)根據(jù)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可找出關(guān)系式2MnO4-~5H2C2O4,結(jié)合消耗KMnO4溶液的濃度和體積可求出n(H2C2O4)=0.050 0mol·L-1×36.00×10-3L×52=4.5×10-3 mol,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5×10-3mol×40 g·mol-10.400 g×100%=45.0%。
【答案】(1)將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+　H2O2　(2)SiO2(或H2SiO3)　SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HFSiF4↑+3H2O)　(3)防止膠體生成,易沉淀分離　Al(OH)3　Fe(OH)3　(4)45.0%
考法2 Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)
命題角度1　結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象檢驗(yàn)溶液中Fe2+、Fe3+
例3. 對FeCl3溶液與KI溶液的反應(yīng)進(jìn)行探究。關(guān)于實(shí)驗(yàn)的分析和結(jié)論不正確的是

實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①
取2 mL 0.1 mol/L KI溶液于試管中,滴加0.1 mol/L FeCl3溶液3滴,振蕩,充分反應(yīng)
溶液呈深棕黃色
②
將上述溶液均分后分置于試管1和試管2中

向試管1中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液
溶液顯紅色
向試管2中加入1 mL CCl4,充分振蕩、靜置
溶液分層,上層為淺棕黃色,下層為紫色
③
取試管2中的上層液體置于試管3中,滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液
溶液微弱變紅
A.FeCl3與KI發(fā)生了氧化還原反應(yīng),有I2生成
B.試管1中溶液顯紅色,證明FeCl3與KI的反應(yīng)具有可逆性
C.試管3中紅色比試管1中淺是平衡移動的結(jié)果
D.試管2中上層溶液變?yōu)闇\棕黃色是平衡移動的結(jié)果
【解析】取2 mL 0.1 mol/L KI溶液于試管中,滴加0.1 mol/L FeCl3溶液3滴,振蕩,充分反應(yīng),溶液呈深棕黃色,是因?yàn)镕e3+與I-發(fā)生了氧化還原反應(yīng),有I2生成,A正確。①中加入的KI溶液過量,向試管1中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液,溶液顯紅色說明溶液中有Fe3+,證明FeCl3與KI的反應(yīng)具有可逆性,B正確。向試管2中加入1 mL CCl4,充分振蕩、靜置,溶液分層,上層為淺棕黃色,下層為紫色說明有碘單質(zhì)被萃取出來,平衡正向移動,導(dǎo)致溶液中Fe3+濃度減小,試管3中紅色比試管1中淺,C正確。試管2中上層溶液變?yōu)闇\棕黃色還可能是少量的碘溶解于水的結(jié)果,D錯誤。
【答案】 D
【拓展訓(xùn)練】2. 已知:2Fe3++2I-2Fe2++I2,用KI溶液和FeCl3溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說法不正確的是(　　)

A.實(shí)驗(yàn)i中現(xiàn)象說明有Fe2+生成
B.實(shí)驗(yàn)ii中現(xiàn)象說明反應(yīng)后溶液中含有Fe3+
C.實(shí)驗(yàn)iii水溶液中c(Fe2+)大于實(shí)驗(yàn)i中c(Fe2+)
D.實(shí)驗(yàn)iii中再加入4滴0.1 mol·L-1 FeCl2溶液,振蕩靜置,CCl4層顏色無變化
命題角度2　Fe2+、Fe3+的性質(zhì)探究
例4. 某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是　 。?
(2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為　
。?
(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),該組同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是　
。?
(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 mol·L-1KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色;
②第二支試管中加入1滴K3（Fe(CN)6）溶液,生成藍(lán)色沉淀;
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。
實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是　　　　　　　(填離子符號);實(shí)驗(yàn)①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有　　　　　　　(填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為　 。?
(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　 　;一段時間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是　　　　 　　;生成沉淀的原因是　 (用平衡移動原理解釋)。
【解析】(1)Fe2+具有還原性,FeCl2溶液易因被氧化而變質(zhì),配制FeCl2溶液時加入少量鐵屑,目的是防止Fe2+被氧化。(2)溶液變紅,說明有Fe3+生成,則FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(3)甲組實(shí)驗(yàn)中,FeCl2易被空氣中的O2氧化,會生成FeCl3,因此實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)。加入煤油,煤油的密度比水小,可以起到隔絕空氣的作用,從而排除氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響。(4)實(shí)驗(yàn)②中K3（Fe(CN)6）溶液的作用是檢驗(yàn)Fe2+。根據(jù)實(shí)驗(yàn)①,CCl4層顯紫色,說明有I2生成,根據(jù)實(shí)驗(yàn)②,生成藍(lán)色沉淀,說明有Fe2+生成,根據(jù)實(shí)驗(yàn)③,溶液變紅,說明有Fe3+剩余,I-過量的情況下,溶液中仍含有Fe3+,由此說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)溶液變?yōu)樽攸S色,說明生成了Fe3+,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。溶液中有氣泡出現(xiàn),說明H2O2在Fe3+的催化作用下發(fā)生了分解反應(yīng),生成了O2。隨后生成紅褐色沉淀,則沉淀為Fe(OH)3,H2O2分解放出熱量,Fe3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+向正反應(yīng)方向不斷進(jìn)行,因此得到Fe(OH)3沉淀。
【答案】(1)防止Fe2+被氧化　(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　(3)隔絕空氣(排除氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響)　(4)Fe2+　Fe3+　可逆反應(yīng)　
(5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O　Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2　H2O2分解反應(yīng)放熱,促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動

考點(diǎn)2　銅及其化合物
考法3 銅及其化合物的性質(zhì)
命題角度1　有關(guān)銅及其化合物的性質(zhì)
例5. 已知酸性條件下有如下反應(yīng):2Cu+Cu2++Cu。由于反應(yīng)溫度不同,用氫氣還原氧化銅時,可能產(chǎn)生Cu或Cu2O,兩者都是紅色固體。一位同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體的成分進(jìn)行了檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如表所示:
加入試劑及條件
稀硫酸
濃硫酸/加熱
稀硝酸
濃硝酸
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
得到紅色固體和藍(lán)色溶液
產(chǎn)生無色氣體
產(chǎn)生無色氣體,得到藍(lán)色溶液
產(chǎn)生紅棕色氣體,得到綠色溶液
由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是
A.Cu　　　　　　　　　　　　 B.Cu2O
C.一定有Cu,可能有Cu2O D.一定有Cu2O,可能有Cu
【解析】根據(jù)題中信息,向紅色固體中加入稀硫酸得到紅色固體和藍(lán)色溶液,其中紅色固體為銅,藍(lán)色溶液為硫酸銅溶液,可推出原紅色固體里一定有Cu2O;溶液中的紅色固體銅,可能是原來固體中含有的,也可能是由Cu2O和稀硫酸反應(yīng)生成的。
【答案】D
命題角度2　結(jié)合物質(zhì)轉(zhuǎn)化流程考查銅及其化合物的性質(zhì)和制備
例6. CuSO4是一種重要的化工原料,有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法錯誤的是

A.途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2
B.生成等量的硫酸銅,三個途徑中參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量:①=②”“Fe2+>Br-,通入氯氣后,氯氣會按I-、Fe2+、Br-的順序發(fā)生反應(yīng)。由于滴加少量的KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,證明溶液中有Fe3+生成。FeBr2和FeI2的物質(zhì)的量相同,因此溶液中的I-、Fe2+和Br-的物質(zhì)的量相同。A選項(xiàng)中反應(yīng)表示溶液中的I-和Fe2+完全被氯氣氧化,正確;B選項(xiàng)中反應(yīng)表示溶液中的I-、Fe2+和Br-完全被氯氣氧化,正確;由于Br-參加反應(yīng),且FeBr2和FeI2的物質(zhì)的量相同,溶液中的I-、Fe2+和Br-的物質(zhì)的量相同,C選項(xiàng)中反應(yīng)不合理;D選項(xiàng)中反應(yīng)表示溶液中的I-全部被氯氣氧化,而Fe2+部分被氧化,正確。
3.D　硫酸渣用硫酸酸浸時,氧化鐵溶解轉(zhuǎn)化為硫酸鐵;加入鐵粉,則硫酸鐵轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵;經(jīng)過濾Ⅰ,濾渣為過量的鐵粉和未溶解的二氧化硅;向?yàn)V液中加入碳酸氫銨,發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成了二氧化碳和氫氧化亞鐵。 “酸溶”中加熱或攪拌或適當(dāng)增大硫酸濃度均可加快溶解速度,A項(xiàng)正確;根據(jù)分析可知,濾渣的主要成分是SiO2和Fe,B項(xiàng)正確; “沉鐵”過程中硫酸亞鐵與碳酸氫銨發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),化學(xué)方程式為FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑,C項(xiàng)正確;“氧化”Fe(OH)2漿液時,若用氯氣代替空氣,會導(dǎo)致產(chǎn)品中含有雜質(zhì),鐵黃含量偏低,D項(xiàng)錯誤。
4.D　向稀硝酸中加入過量鐵粉,充分反應(yīng)后,有氣體生成,溶液呈淺綠色,再滴加KSCN溶液,溶液不變色,說明稀硝酸與過量Fe反應(yīng)生成Fe2+,A不正確,將適量銅粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,固體溶解,溶液變藍(lán),不能說明金屬鐵比銅活潑,只能說明Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+,B不正確。向0.1 mol·L-1 MgSO4溶液中滴加過量NaOH溶液,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,先生成白色沉淀,后生成藍(lán)色沉淀,因?yàn)镹aOH溶液過量,故不能說明Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小,C不正確。少量鋁熱劑(只含有一種金屬氧化物)溶于足量稀鹽酸后,分為兩等份,再分別滴加鐵氰化鉀溶液和KSCN溶液,分別出現(xiàn)藍(lán)色沉淀和溶液變紅,說明溶液中有Fe2+和Fe3+。由于鋁熱劑中的鋁粉可以把Fe3+還原為Fe2+,所以鋁熱劑中鐵的氧化物可能是Fe2O3或Fe3O4,D正確。
5.(1)分液漏斗(1分)　液封,防止空氣進(jìn)入裝置4(1分)　(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)(1分)　(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡(1分)
【解析】　(1)儀器1的名稱為分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧氣氧化,故裝置5的作用是通過液封,防止空氣進(jìn)入裝置4。(2)3中溶液不能進(jìn)入4中的原因是生成的氫氣沿著導(dǎo)管通過2逸出,三頸燒瓶中無法形成高壓,故只需在2、3之間加一個控制開關(guān)。(3)生成灰綠色沉淀說明氫氧化亞鐵部分被氧化,分析原因應(yīng)該是裝置4中的空氣未排盡。
6.Ⅰ.(1)氧化(1分)　(2)取少量待測液于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈紅色,說明原溶液中有Fe3+,反之則沒有(2分)　(3)4NA(1分)　“引火鐵”表面積很大,加快了其與氧氣的反應(yīng)(2分)?、?(1)Fe4N(1分)　(1分)　(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(2分)　(3)Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O(2分)
【解析】?、?(1)NaNO2因具有氧化性能使血紅蛋白喪失與O2的結(jié)合能力,實(shí)質(zhì)是NaNO2氧化了血紅蛋白中的二價Fe,藥品“美藍(lán)”是其有效的解毒劑,說明藥品“美藍(lán)”具有還原性,解毒時“美藍(lán)”發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)一般用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)鐵離子,操作過程:取少量待測液于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈紅色,說明原溶液中有Fe3+,反之則沒有。(3)標(biāo)況下,44.8 L H2的物質(zhì)的量為2 mol,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2×2×NA=4NA;“引火鐵”表面積很大,加快了其與氧氣的反應(yīng),因此“引火鐵”在空氣中可以自燃。Ⅱ.氣體甲可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),則氣體甲為氨氣,說明化合物M中含有氮元素;白色沉淀乙→紅褐色沉淀丙,說明化合物M中含有鐵元素;紅褐色沉淀丙→固體丁(14.40 g),固體丁為氧化鐵,根據(jù)質(zhì)量守恒確定化合物M的化學(xué)式。(1)根據(jù)以上分析可知,M由鐵、氮兩種元素組成,氧化鐵的質(zhì)量為14.40 g,則鐵元素的質(zhì)量為14.40 g×112160=10.08 g,氮元素的質(zhì)量為10.71 g-10.08 g=0.63 g,n(Fe)∶n(N)=10.0856∶0.6314=4∶1,所以M的化學(xué)式為Fe4N。氨氣的電子式為。(2)白色沉淀乙是氫氧化亞鐵,在空氣中被氧氣氧化為紅褐色氫氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(3)高溫條件下,氧化鐵與氨氣反應(yīng)生成鐵、氮?dú)夂退?該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O。
7.(除標(biāo)明外,每空2分)(1)+6(1分)　d(1分)　(2)增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸出率　2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O　(3)過濾(1分)　2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O　(4)高鐵酸鈉在殺菌消毒時,本身被還原成Fe3+,Fe3+易水解生成Fe(OH)3膠體,可吸附水中的懸浮雜質(zhì),從而起到凈水的作用　(5)高
【解析】　(1)根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0,由Na為+1價,O為-2價可知Fe為+6價。由題干信息可知Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性,故需貼氧化劑的標(biāo)志。(2)粉碎后,反應(yīng)物表面積增大,可提高堿浸速率,提高浸出率。堿浸時,菱鐵礦中的SiO2雜質(zhì)與NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。(3)由題圖1知,經(jīng)操作1和操作2后均得到固體,故這兩個操作均為過濾。步驟③加入氧化劑NaClO,Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,故該反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O。(4)高鐵酸鈉可用于消毒主要是因?yàn)槠渚哂袕?qiáng)氧化性,消毒過程中,+6價Fe被還原,生成+3價Fe,即Fe3+,其水解生成的Fe(OH)3膠體具有吸附性,可起到凈水的作用。(5)Na2FeO4在堿性環(huán)境中可穩(wěn)定存在,故污水的堿性越強(qiáng)(pH越大),溶液中Na2FeO4的質(zhì)量濃度越大,結(jié)合題圖2可知,曲線Ⅰ的pH比曲線Ⅱ高。
8.B　向一定量的銅和氧化鐵的混合物中加入200 mL 1.5 mol/L的稀硫酸,完全反應(yīng)后固體無剩余,所得溶液中只有兩種溶質(zhì),溶質(zhì)是硫酸亞鐵和硫酸銅,這說明鐵離子恰好與銅反應(yīng),根據(jù)離子方程式2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+可知,原混合物中銅和氧化鐵的物質(zhì)的量之比是1∶1,A項(xiàng)正確;反應(yīng)后的溶液中不存在硫酸鐵,B項(xiàng)錯誤;硫酸是0.3 mol,生成水0.3 mol,即氧化鐵中n(O)=0.3 mol,所以若用CO還原等質(zhì)量的原混合物,充分反應(yīng)后,質(zhì)量將減少0.3 mol×16 g/mol=4.8 g,C項(xiàng)正確;根據(jù)以上分析可知反應(yīng)后溶液中硫酸亞鐵是0.2 mol,硫酸銅是0.1 mol,若用KMnO4溶液來滴定反應(yīng)后的溶液,硫酸亞鐵被氧化,失去0.2 mol電子,所以根據(jù)得失電子守恒可知需要高錳酸鉀的物質(zhì)的量是0.2 mol÷5=0.04 mol,D項(xiàng)正確。
9.D　銅能溶于稀硝酸,過濾、低溫干燥不能得到純銅,A項(xiàng)錯誤;電解精煉銀時,粗銀作陽極,純銀作陰極,B項(xiàng)錯誤;CuO、Fe2O3與稀硫酸的反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯誤;濾液B中主要含有硫酸亞鐵,可用于提取FeSO4·7H2O,D項(xiàng)正確。
10.(1)促進(jìn)碳酸鈉的水解,提高清洗效率(1分)　(2)Fe+2H+Fe2++H2↑(或Fe+2Fe3+3Fe2+)(2分)　(3)H2O2(1分)　(4)取少量溶液B于試管中,先加KSCN溶液,不顯紅色,再加氯水后顯紅色(2分)　(5)CuCl2Cl2↑+Cu(2分)
【解析】　

(1)Na2CO3溶液因CO32-水解呈堿性,加熱能促進(jìn)CO32-水解,使溶液堿性增強(qiáng),從而提高油污的清洗效率。(2)Fe與FeCl3溶液或與鹽酸反應(yīng)均能生成Fe2+。(3)步驟③通入Cl2是為了將溶液B中的Fe2+氧化成Fe3+,可用綠色氧化劑H2O2代替有毒的Cl2。(4)向溶液B中加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,滴入氯水后出現(xiàn)紅色,則可證明溶液B中僅含F(xiàn)e2+而無Fe3+。(5)步驟⑤電解時,陽極和陰極分別為Cl-和Cu2+放電,相當(dāng)于電解CuCl2溶液生成Cu和Cl2。
11.D　在金屬的冶煉方法中,鋁熱法中發(fā)生的是置換反應(yīng),鋁是還原劑,本質(zhì)上屬于熱還原法,A項(xiàng)正確;化學(xué)上所說的鋼鐵,其實(shí)鋼是鋼,鐵是鐵,鋼是混合物,而鐵是純凈物,B項(xiàng)正確; FeCuS2中硫元素的化合價從-2升高到-1,單質(zhì)S中硫元素化合價從0降低到-1,因此FeS2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,C項(xiàng)正確;BrCl跟水反應(yīng)生成HCl和HBrO,反應(yīng)中元素的化合價均不變化,不是氧化還原反應(yīng),D項(xiàng)錯誤。
12.B　

由上述分析可知,Fe由0價變?yōu)?3價,1 mol Fe失去3 mol電子,Mn由+4價變?yōu)?2價,1 mol MnO2得到2 mol電子,由于Fe也能還原Hg2+、Pb2+,故1 mol Fe至多還原1.5 mol MnO2,A項(xiàng)正確;重金屬主要在濾渣1中,B項(xiàng)錯誤;煮沸可促進(jìn)Fe3+水解,使沉淀顆粒長大,便于過濾分離,C項(xiàng)正確;汞、鉛等重金屬能污染水源和土壤,合理處理廢舊電池有利于資源再利用,并防止重金屬污染,D項(xiàng)正確。

【能力提升】
1.C　A項(xiàng),FeCl3和NaOH在溶液中反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀,不能得到氫氧化鐵膠體,應(yīng)該將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中加熱至液體呈紅
褐色來制取氫氧化鐵膠體,錯誤;B項(xiàng),氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,該反應(yīng)中氧化劑是Co2O3,氧化產(chǎn)物是Cl2,所以氧化性Cl2

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