1.(2024廣東華南師大附中專題訓(xùn)練)下列有關(guān)鐵的敘述不正確的是( )
A.鐵具有良好的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性
B.鐵的化學(xué)性質(zhì)非常不活潑
C.在化學(xué)反應(yīng)中,鐵能生成+2價或+3價的化合物
D.鐵是鋼的主要成分,鋼鐵是重要的金屬材料
2.鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)中的一類重要物質(zhì),下列關(guān)于鐵元素的敘述正確的是( )
A.保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉,其目的是抑制Fe2+水解
B.在25 ℃時,pH=0的溶液中,Al3+、NH4+、NO3-、Fe2+可以大量共存
C.制備AlCl3、FeCl3均可采用將溶液直接蒸干的方法
D.向硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
3.某小組同學(xué)通過實驗研究FeCl3溶液與Cu粉發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。實驗記錄如下:
下列說法不正確的是( )
A.實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及Fe3+被還原
B.對比實驗Ⅰ、Ⅱ,說明白色沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量有關(guān)
C.實驗Ⅱ、Ⅲ中加入蒸餾水后c(Cu2+)相同
D.向?qū)嶒灑蠓磻?yīng)后的溶液中加入飽和NaCl溶液可能出現(xiàn)白色沉淀
4.(2024河北唐山第一中學(xué)沖刺)草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是一種淡黃色粉末,某課外小組利用下列裝置檢驗草酸亞鐵晶體受熱分解的部分產(chǎn)物。
下列說法正確的是( )
A.若③和⑤中分別盛放足量NaOH溶液和CuO,可檢驗生成的CO
B.實驗時只需要在裝置①中反應(yīng)結(jié)束后再通入N2
C.若將④中的無水CaCl2換成無水硫酸銅可檢驗分解生成的水蒸氣
D.實驗結(jié)束后,①中淡黃色粉末完全變成黑色,則產(chǎn)物一定為鐵
5.(2024安徽肥東高級中學(xué)調(diào)研)工業(yè)廢棄物的資源化回收再利用,可以更大限度的發(fā)揮原材料的價值。下圖是工業(yè)生產(chǎn)納米磁性氧化鐵的流程:
廢鐵屑溶液AFe3O4(納米粒子)
下列說法不正確的是( )
A.用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的鐵銹
B.若生產(chǎn)中不通入N2,暴露在空氣中生產(chǎn),將不能得到高純度產(chǎn)品
C.加適量的H2O2是為了將部分Fe2+氧化為Fe3+,涉及反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O
D.溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度之比為1∶2
6.(2024河南商丘虞城高中月考)某實驗小組對菠菜中的鐵元素(主要以難溶的FeC2O4形式存在)進(jìn)行檢測。實驗操作如下:
Ⅰ.水煮檢驗法:
Ⅱ.灼燒檢驗法:
(1)CCl4的作用為 。
(2)操作i中起分離作用的儀器名稱為 。
(3)溶液A中未能檢測出Fe2+的可能原因是 。
(4)取無色溶液B,先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液,溶液呈紅色。用離子方程式表示H2O2的作用: 。
(5)甲同學(xué)取少量無色溶液B,滴加酸性KMnO4溶液并振蕩后,溶液紫色消失,因此得出結(jié)論:溶液B含有Fe2+。乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實驗方法不嚴(yán)謹(jǐn),設(shè)計并完成如下實驗:用稀硝酸溶解菠菜灰,產(chǎn)生的無色氣體使澄清石灰水變渾濁;向得到的無色溶液中滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀(Ag2C2O4)。甲同學(xué)反思自己的方法不嚴(yán)謹(jǐn),理由是 。
能力提升
7.(雙選)(2024山東師范大學(xué)附中月考)某酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等離子。利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑,設(shè)計如下工藝流程,從廢水中回收金,并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。
下列說法不正確的是( )
A.標(biāo)號①②③處發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
B.標(biāo)號③處加入的相應(yīng)物質(zhì)是稀硝酸或稀硫酸
C.標(biāo)號①處發(fā)生的離子反應(yīng)最多有三個
D.鐵紅的化學(xué)式為Fe2O3,工業(yè)上常用作紅色顏料
8.(雙選)將1.12 g鐵粉加入25 mL 2 ml·L-1氯化鐵溶液中,充分反應(yīng)后,其結(jié)果是( )
A.鐵粉有剩余,溶液呈淺綠色,Cl-基本保持不變
B.往溶液中滴入無色KSCN溶液,溶液顯紅色
C.Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為5∶1
D.氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2
9.(2024吉林長春德惠九校期中)某100 mL稀溶液中只含有Fe3+、Cu2+、H+、NO3-四種離子,向其中逐漸加入鐵粉,溶液中Fe2+的濃度和加入鐵粉的質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。若整個反應(yīng)過程中溶液的體積不發(fā)生變化,則下列說法中不正確的是( )
A.原溶液的c(H+)=4 ml·L-1
B.若a=3,則原溶液中c(Cu2+)=1 ml·L-1
C.原溶液中的c(NO3-)=7 ml·L-1
D.BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu2++FeFe2++Cu
10.(2024福建南平質(zhì)量檢測)綠礬(FeSO4·7H2O)外觀為半透明藍(lán)綠色單斜結(jié)晶或顆粒,無氣味,受熱能分解,且在空氣中易被氧化。
Ⅰ.醫(yī)學(xué)上綠礬可用于補(bǔ)血劑甘氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe]顆粒的制備,有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下:
(1)向綠礬溶液中緩慢加入NH4HCO3溶液,邊加邊攪拌,反應(yīng)結(jié)束后生成沉淀FeCO3。該反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)制備(NH2CH2COO)2Fe:往FeCO3中加入甘氨酸(NH2CH2COOH)的水溶液,滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。
①加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進(jìn)FeCO3溶解,另一個作用是 。
②洗滌操作,選用的最佳洗滌試劑是 (填序號)。

A.熱水B.乙醇C.檸檬酸
Ⅱ.綠礬晶體受熱分解的化學(xué)方程式為2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,實驗室用圖1所示裝置驗證其分解產(chǎn)物。請回答下列問題:
圖1
(1)加熱前通入氮氣的目的是 。
(2)實驗中觀察到裝置B的現(xiàn)象為 。
(3)C裝置和D裝置能否調(diào)換 (填“能”或“否”)。
(4)樣品完全分解后,殘留物全部為紅棕色固體,檢驗裝置A中的殘留物含有Fe2O3的方法是 。
(5)該裝置的缺陷是 。
Ⅲ.測定綠礬樣品中鐵元素的含量:
稱取m g綠礬樣品置于錐形瓶中,溶解后加稀硫酸酸化,用c ml·L-1 酸性KMnO4溶液滴定至終點。消耗酸性KMnO4溶液的體積如圖2所示(滴定時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O)。該晶體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含m、c的式子表示)。
圖2
11.(2024天津?qū)W業(yè)水平等級考適應(yīng)性測試)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?；卮鹣铝袉栴}:
(1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液后,溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣,產(chǎn)生的現(xiàn)象是 。
(2)為測定綠礬中結(jié)晶水的含量,將帶有兩端止水夾K1和K2的石英玻璃管(設(shè)為裝置A)稱重,記為m1 g,將樣品裝入石英玻璃管中,再次對裝置A進(jìn)行稱重,結(jié)果記為m2 g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實驗。
①儀器B的名稱是 。
②實驗操作步驟:a.打開K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2→b.點燃酒精燈,加熱→c.熄滅酒精燈→d. →e.關(guān)閉K1和K2→f.稱量A。d的操作為 。
③重復(fù)②的操作步驟,直至A恒重,記為m3 g。根據(jù)實驗記錄,計算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水個數(shù)x= (列式表示)。若實驗時將a、b的操作次序顛倒,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,并加熱。實驗后,反應(yīng)管中殘留物質(zhì)為紅色粉末。
已知:裝置C用于檢驗和吸收分解得到的氣體產(chǎn)物之一——SO3。
①C、D中的溶液依次為 、 (填標(biāo)號)。
a.品紅 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.濃硫酸
C、D中有氣泡冒出,同時可觀察到的現(xiàn)象分別為 、 。
②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
③在方框中畫出尾氣吸收裝置并注明所用試劑。
12.(2024山東泰安第四中學(xué)期中)納米材料一直是重要的研究課題,例如納米級Fe粉表面積大,具有超強(qiáng)的磁性、高效催化性等優(yōu)良的性質(zhì)。
Ⅰ.實驗室采用氣相還原法制備納米級Fe粉,其流程如圖所示:
(1)納米級Fe粉和稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)簡述將FeCl2·nH2O固體加熱脫水制得無水FeCl2的操作過程: (用簡要文字描述)。
(3)生成納米級Fe粉的化學(xué)方程式為 。
Ⅱ.查閱資料:在不同溫度下,納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物不同,溫度低于570 ℃時生成FeO,高于570 ℃時生成Fe3O4。甲同學(xué)用圖甲所示裝置進(jìn)行納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗,乙同學(xué)用圖乙所示的裝置進(jìn)行納米級Fe粉與水蒸氣的反應(yīng)并驗證產(chǎn)物。
(4)甲裝置中納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(5)乙同學(xué)為探究實驗結(jié)束后試管內(nèi)固體物質(zhì)的成分,進(jìn)行了下列實驗:
根據(jù)以上實驗,乙同學(xué)認(rèn)為該條件下反應(yīng)的固體產(chǎn)物為FeO。丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的結(jié)論不正確,他的理由是 (用簡要文字描述)。
(6)丁同學(xué)稱取5.60 g納米級Fe粉,用乙裝置反應(yīng)一段時間后,停止加熱。將試管內(nèi)的固體物質(zhì)在干燥器中冷卻后,稱得質(zhì)量為6.88 g,則丁同學(xué)實驗后的固體物質(zhì)中氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
拓展深化
13.(2024湖南長沙七校檢測)碳酸亞鐵(白色固體,難溶于水)是一種重要的工業(yè)原料,可用于制備補(bǔ)血劑乳酸亞鐵,也可用作可充電電池的電極。某研究小組通過下列實驗,尋找利用復(fù)分解反應(yīng)制備FeCO3沉淀的最佳方案:
(1)實驗Ⅰ中紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因可用如下反應(yīng)表示,請補(bǔ)全反應(yīng):
Fe2++ + + H2O Fe(OH)3↓+ HC O3-
(2)實驗Ⅱ中產(chǎn)生FeCO3的離子方程式為 。
(3)為了探究實驗Ⅲ中NH4+所起的作用,甲同學(xué)設(shè)計了實驗Ⅳ進(jìn)行探究:
實驗Ⅳ中加入Na2SO4固體的目的是 。
對比實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,甲同學(xué)得出結(jié)論:NH4+水解產(chǎn)生H+,降低溶液的pH,減少了副產(chǎn)物Fe(OH)2的產(chǎn)生。
乙同學(xué)認(rèn)為該實驗方案不夠嚴(yán)謹(jǐn),應(yīng)補(bǔ)充的對比實驗操作是 ,再取少許該溶液與2 mL 1 ml·L-1 NaHCO3溶液混合。
(4)小組同學(xué)進(jìn)一步討論認(rèn)為,定性實驗的現(xiàn)象并不能直接證明實驗Ⅲ中FeCO3的純度最高,需要利用下圖所示的裝置進(jìn)行定量測定。分別將實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的沉淀進(jìn)行過濾、洗滌、干燥后稱重,然后轉(zhuǎn)移至A處的廣口瓶中。
為測定FeCO3的純度,除樣品總質(zhì)量外,還需測定的物理量是 。
(5)實驗反思:經(jīng)測定,實驗Ⅲ中的FeCO3純度高于實驗Ⅰ和實驗Ⅱ。通過以上實驗分析,制備FeCO3實驗成功的關(guān)鍵因素是 。
鐵及其重要化合物
1.B 由金屬的通性可知,鐵具有良好的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,故A正確;鐵是一種比較活潑的金屬,能夠跟多種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),故B錯誤;在化學(xué)反應(yīng)中,鐵能生成+2價、+3價的化合物,如氯化亞鐵、氯化鐵等,故C正確;鋼鐵為鐵的合金,且鐵是鋼的主要成分,鋼鐵是重要的金屬材料,故D正確。
2.D 保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉,其目的是防止Fe2+被氧化,A項不正確;pH=0的溶液呈強(qiáng)酸性,Fe2+、NO3-、H+不能大量共存,B項不正確;制備AlCl3、FeCl3時,若將其溶液直接蒸干,會得到Al(OH)3、Fe(OH)3,C項不正確。
3.C Cu和FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2,若銅過量,溶液棕黃色褪去,加入蒸餾水后生成白色沉淀,可能是發(fā)生反應(yīng):CuCl2+Cu2CuCl↓。實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的現(xiàn)象為溶液棕黃色變淺或溶液棕黃色褪去,說明Fe3+被Cu還原,故A正確;對比實驗Ⅰ、Ⅱ,實驗Ⅰ加入少量銅粉,銅粉消失,溶液棕黃色變淺,加入蒸餾水后無明顯現(xiàn)象;實驗Ⅱ加入過量銅粉,銅粉有剩余,溶液棕黃色褪去,加入蒸餾水后生成白色沉淀;說明白色沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量有關(guān),故B正確;對比實驗Ⅱ、Ⅲ,參加反應(yīng)的Fe3+的量相同,則生成的Cu2+應(yīng)相同,但由于實驗Ⅱ生成CuCl,所以加入蒸餾水后c(Cu2+)不相同,故C錯誤;實驗Ⅲ溶液為藍(lán)色,含有Cu2+和過量的銅,向?qū)嶒灑蠓磻?yīng)后的溶液中加入飽和NaCl溶液可能出現(xiàn)白色沉淀CuCl,故D正確。
4.A 根據(jù)題意分析可知,利用②、③除去CO2,④中的無水氯化鈣將氣體干燥后,如果⑤中CuO固體轉(zhuǎn)變成紅色,則反應(yīng)一定生成CO,A正確;實驗開始后,裝置中的空氣對分解反應(yīng)及產(chǎn)物的檢驗都有干擾,所以必須先通入N2除去裝置中的空氣,B錯誤;由于從②、③溶液中導(dǎo)出的氣體會帶出水蒸氣,因此④中放置無水硫酸銅無法檢驗分解生成的水蒸氣,C錯誤;題給條件下草酸亞鐵晶體分解剩余的固體為FeO,如果沒有完全變?yōu)楹谏?也有可能是由于晶體沒有完全分解,D錯誤。
5.A Na2CO3溶液水解顯堿性,浸泡廢鐵屑可以使其表面的油脂水解以除去,但不能除去表面的鐵銹,故A錯誤;廢鐵屑被硫酸溶解生成硫酸亞鐵,生成的亞鐵離子被過氧化氫部分氧化生成鐵離子,形成亞鐵離子和鐵離子的混合溶液,若生產(chǎn)中不通入N2,暴露在空氣中生產(chǎn),亞鐵離子會被空氣中的氧氣氧化成鐵離子,將不能得到高純度四氧化三鐵產(chǎn)品,其中會混入氧化鐵雜質(zhì),故B正確;根據(jù)B的分析,加適量的H2O2是為了將部分Fe2+氧化為Fe3+,涉及反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O,故C正確;最終產(chǎn)品為四氧化三鐵,其中Fe2+和Fe3+的數(shù)量之比為1∶2,因此溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度之比為1∶2,故D正確。
6.答案 (1)作萃取劑,萃取有機(jī)色素,排除對Fe2+檢驗的干擾 (2)分液漏斗 (3)FeC2O4在水中的溶解度小;在加熱水煮過程中二價鐵被氧化為三價鐵 (4)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (5)酸性條件下,H2C2O4和Cl-都可能將MnO4-還原
解析 (1)有機(jī)化合物易溶于CCl4,CCl4作為萃取劑可萃取有機(jī)色素,排除對Fe2+檢驗的干擾。
(2)操作i是分離互不相溶的液體,操作名稱是分液,使用的儀器是分液漏斗。
(3)鐵元素主要以難溶的FeC2O4形式存在,Fe2+的濃度小,且在加熱水煮過程中二價鐵也會被氧化為Fe3+,所以溶液A中未能檢測出Fe2+。
(4)H2O2把Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。
(5)用鹽酸溶解菠菜灰得到的溶液B含有H2C2O4和Cl-,酸性條件下,H2C2O4和Cl-都可能將MnO4-還原,所以滴加酸性KMnO4溶液并振蕩后,溶液紫色消失,不能證明溶液B含有Fe2+。
7.BC 標(biāo)號①處發(fā)生的反應(yīng)為Fe+2H+Fe2++H2↑,2Fe3++Fe3Fe2+,Cu2++FeCu+Fe2+,2Au3++3Fe2Au+3Fe2+,②處發(fā)生的反應(yīng)是Fe+2H+Fe2++H2↑,③處發(fā)生的反應(yīng)是銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水,則①②③處發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng),故A正確;標(biāo)號③處利用金不溶于硝酸的性質(zhì)將銅與金分離開,因此③處加入的相應(yīng)物質(zhì)是稀硝酸,不能是稀硫酸,故B錯誤;標(biāo)號①處發(fā)生的離子反應(yīng)有Fe+2H+Fe2++H2↑,2Fe3++Fe3Fe2+,Cu2++FeCu+Fe2+,2Au3++3Fe2Au+3Fe2+,故C錯誤;Fe2O3是紅棕色粉末,俗稱鐵紅,工業(yè)上常用作紅色顏料,故D正確。
8.BD 1.12 g鐵粉的物質(zhì)的量為1.12 g56 g·ml-1=0.02 ml,25 mL 2 ml·L-1氯化鐵溶液中Fe3+的物質(zhì)的量為0.025 L×2 ml·L-1=0.05 ml;Fe和Fe3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe3+3Fe2+,根據(jù)比例關(guān)系可得,0.02 ml鐵完全反應(yīng),消耗0.04 ml Fe3+,生成0.06 ml Fe2+,所以剩余的Fe3+ 0.01 ml,即溶液中含有Fe3+的物質(zhì)的量為0.01 ml,含有Fe2+的物質(zhì)的量為0.06 ml,沒有鐵粉剩余。鐵粉沒有剩余,溶液呈淺綠色,Cl-基本保持不變,A項錯誤;溶液中有剩余的Fe3+,往溶液中滴入無色KSCN溶液,溶液顯紅色,B項正確;Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為0.06 ml∶0.01 ml=6∶1,C項錯誤;由反應(yīng)的離子方程式可得,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2,D項正確。
9.C OA段無Fe2+生成,應(yīng)是加入的5.6 g鐵粉與硝酸發(fā)生反應(yīng):Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O,5.6 g鐵的物質(zhì)的量為0.1 ml,設(shè)溶液中的氫離子的物質(zhì)的量為x,則有:
Fe + 4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O
14
0.1 mlx
10.1ml=4x
解得x=0.4 ml
則溶液中的氫離子的物質(zhì)的量濃度c=0.4ml0.1 L=4 ml·L-1,故A正確;若a=3,則說明在BC段生成的Fe2+的物質(zhì)的量為0.1 ml,而BC段發(fā)生的反應(yīng)為Fe+Cu2+Cu+Fe2+,設(shè)溶液中的Cu2+的物質(zhì)的量為y,則有:
Fe+Cu2+Cu+Fe2+
11
y0.1 ml
1y=10.1ml
解得y=0.1 ml,則溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度c=0.1ml0.1 L=1 ml·L-1,故B正確;C點溶液中c(Fe2+)=4 ml·L-1,故此時溶液中的n(Fe2+)=4 ml·L-1×0.1 L=0.4 ml,而此時溶液中溶質(zhì)為Fe(NO3)2,故C點溶液中的n(NO3-)=0.8 ml,而在OA段加入0.1 ml鐵粉反應(yīng)時,消耗掉的硝酸根濃度為0.1 ml,故原溶液中的n(NO3-)總=0.8 ml+0.1 ml=0.9 ml,故原溶液中c(NO3-)總=0.9ml0.1 L=9 ml·L-1,故C錯誤;BC段加入的鐵粉和Cu2+發(fā)生反應(yīng):Fe+Cu2+Cu+Fe2+,故D正確。
10.答案 Ⅰ.(1)Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O
(2)①防止二價鐵被氧化 ②B
Ⅱ.(1)將裝置內(nèi)空氣排盡(或隔絕空氣或防止Fe2+被氧化) (2)白色粉末變藍(lán) (3)否 (4)取少許固體粉末置于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3
(5)沒有尾氣處理裝置 Ⅲ.280cm%
解析 Ⅰ.(1)向FeCl2溶液中加入NH4HCO3,可以認(rèn)為Fe2+結(jié)合HCO3-電離出來的CO32-,H+與HCO3-結(jié)合生成CO2和水,則該反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(2)①根據(jù)表中信息,檸檬酸除了有酸性還有還原性,可以起到防氧化的作用,因此另一個作用是防止二價鐵被氧化;②甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于乙醇,為了防止溶解損失,可以用乙醇洗滌。
Ⅱ.(1)加熱前通氮氣,可排除裝置中的空氣,防止樣品加熱時被氧化。
(2)因為產(chǎn)物中有水,無水硫酸銅遇到水變藍(lán)色。
(3)SO3溶于水生成H2SO4,如果C、D裝置調(diào)換位置,SO3會溶于品紅溶液,不能進(jìn)入C中,也就不能檢驗SO3。
(4)檢驗Fe2O3,可以檢驗Fe3+,方法為取少許固體粉末置于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,可證明含有Fe2O3。
(5)品紅溶液只能用于檢驗SO2,不能吸收SO2,SO2為有毒氣體,需要進(jìn)行尾氣處理,因此題給裝置的缺陷是沒有尾氣處理裝置。
Ⅲ.根據(jù)化學(xué)方程式可得關(guān)系式5Fe2+~MnO4-,消耗酸性KMnO4溶液的體積為10.80 mL-0.80 mL=10.00 mL,則n(KMnO4)=10.00 mL×10-3 L·mL-1×c ml·L-1=0.01c ml;n(Fe2+)=5n(KMnO4)=0.01c ml×5=0.05c ml;則鐵元素的質(zhì)量為0.05c ml×56 g·ml-1=2.8c g,則晶體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.8cm×100%=280cm%。
11.答案 (1)溶液由淺綠色逐漸變?yōu)榧t色 (2)①球形干燥管 ②待固體冷卻至室溫,停止通N2 ③76(m2-m3)9(m3-m1)
偏小 (3)①c a 有白色沉淀產(chǎn)生 品紅溶液褪色 ②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
③
解析 (1)向硫酸亞鐵溶液中滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化,再向試管中通入空氣,Fe2+被氧氣氧化成Fe3+,與SCN-結(jié)合成Fe(SCN)3,溶液變?yōu)榧t色。
(2)①儀器B的名稱是球形干燥管;②實驗時,為避免亞鐵離子被氧化,應(yīng)先通入氮氣,冷卻時注意關(guān)閉K1和K2,待固體冷卻至室溫再稱量,則步驟d的操作為待固體冷卻至室溫,停止通N2;③重復(fù)②的操作步驟,直至A恒重,記為m3 g,應(yīng)為FeSO4和裝置的質(zhì)量,則m(FeSO4)=m3-m1,m(H2O)=m2-m3,則n(H2O)=m2-m318,n(FeSO4)=m3-m1152,結(jié)晶水的個數(shù)x=n(H2O)n(FeSO4)=76(m2-m3)9(m3-m1);實驗時,為避免亞鐵離子被氧化,應(yīng)先通入氮氣,若實驗時將a、b操作次序顛倒,會導(dǎo)致硫酸亞鐵被氧化,則固體質(zhì)量偏大,測定結(jié)果偏小。
(3)①根據(jù)題意,分解得到的氣體產(chǎn)物之一是SO3,實驗后反應(yīng)管中殘留物質(zhì)為紅色粉末,說明生成Fe2O3,則反應(yīng)中Fe元素化合價升高,S元素化合價應(yīng)降低,則一定生成SO2,由此可知硫酸亞鐵高溫分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,則C為氯化鋇溶液,用于檢驗SO3,可觀察到產(chǎn)生白色沉淀,D為品紅溶液,可用于檢驗SO2,SO2可使品紅溶液褪色,據(jù)此選擇C、D中的溶液;C中氯化鋇溶液吸收了SO3產(chǎn)生白色沉淀,SO2不與氯化鋇反應(yīng),逸出后與品紅溶液反應(yīng)并使之褪色;②據(jù)以上分析可寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑;③SO2有毒,需要進(jìn)行尾氣處理,可用氫氧化鈉溶液來吸收,同時要防倒吸。
12.答案 Ⅰ.(1)Fe+2H+Fe2++H2↑ (2)在干燥的HCl氣流中加熱 (3)FeCl2+H2Fe+2HCl
Ⅱ.(4)Fe+H2O(g)FeO+H2 (5)加入KSCN溶液,溶液沒有出現(xiàn)紅色,也可能是因為納米級Fe粉過量,剩余的Fe粉與生成的Fe3+反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe2+ (6)67.4%
解析 Ⅰ.(1)納米級Fe粉和稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2,離子方程式為Fe+2H+Fe2++H2↑。
(2)FeCl2·nH2O固體加熱脫水時易發(fā)生水解,水解方程式為FeCl2+2H2OFe(OH)2+2HCl,為防止FeCl2水解,在加熱脫水時,通常通入干燥的HCl氣體,HCl能抑制FeCl2的水解,且通入的HCl氣體可帶走水蒸氣,利于固體脫水。
(3)根據(jù)流程可知,FeCl2·nH2O固體加熱脫水得到FeCl2,然后在N2的環(huán)境中,H2與FeCl2在高溫條件下反應(yīng)得到納米級Fe粉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl2+H2Fe+2HCl。
Ⅱ.(4)根據(jù)題給信息,“納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng),溫度低于570 ℃時生成FeO”,甲裝置用酒精燈加熱,反應(yīng)溫度較低,產(chǎn)物應(yīng)為FeO,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H2O(g)FeO+H2。
(5)加入KSCN溶液,溶液沒有出現(xiàn)紅色,說明溶液中沒有Fe3+,可能是因為納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的過程中納米級Fe粉過量,向反應(yīng)后的固體中加入少量鹽酸,也可能發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe2+,所以溶液沒有出現(xiàn)紅色。
(6)用乙裝置反應(yīng),反應(yīng)溫度高于570 ℃,則納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物為Fe3O4,反應(yīng)后所得固體的質(zhì)量為6.88 g,其中氧原子的質(zhì)量為6.88 g-5.60 g=1.28 g,則n(O)=1.28 g16 g·ml-1=0.08 ml,則生成的Fe3O4的物質(zhì)的量為0.02 ml,所以固體物質(zhì)中氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為m(Fe3O4)6.88 g×100%=232 g·ml-1×0.02 ml6.88 g×100%≈67.4%。
13.答案 (1)4 8 CO32- 1 O2 10 4 8 (2)Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O (3)硫酸至溶液pH=4.0 控制SO42-濃度和實驗Ⅲ一致 向0.8 ml·L-1 FeSO4溶液中加入Na2SO4固體至c(SO42-)=1.6 ml·L-1 (4)C中U形管的質(zhì)量變化 (5)調(diào)節(jié)溶液的pH
解析 (1)Fe2+被氧氣氧化為鐵離子,鐵離子與碳酸根離子發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3,再結(jié)合質(zhì)量守恒和得失電子守恒可得反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++8CO32-+O2+10H2O4Fe(OH)3+8HCO3-。
(2)根據(jù)實驗現(xiàn)象可知,亞鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成FeCO3和CO2,則該反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(3)探究同一酸性環(huán)境下的銨根離子的作用,因此要用硫酸調(diào)控溶液的pH=4.0;為了保證溶液中的硫酸根離子的濃度和實驗Ⅲ一致,向溶液中加入硫酸鈉來控制SO42-濃度;為了增強(qiáng)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性,還應(yīng)向0.8 ml·L-1 FeSO4溶液中加入Na2SO4固體至c(SO42-)=1.6 ml·L-1,同一條件下做對比實驗,這樣結(jié)論更準(zhǔn)確。
(4)碳酸亞鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、二氧化碳和水,二氧化碳中的水蒸氣被濃硫酸吸收后,二氧化碳?xì)怏w被堿石灰(C)吸收,通過測定C中U形管的質(zhì)量變化,可測出反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量,最后根據(jù)反應(yīng)關(guān)系來測定FeCO3的純度。序號
Ⅰ
Ⅱ
實驗
步驟
充分振蕩,加入2 mL蒸餾水
充分振蕩,加入2 mL蒸餾水
實驗
現(xiàn)象
銅粉消失,溶液棕黃色變淺,加入蒸餾水后無明顯現(xiàn)象
銅粉有剩余,溶液棕黃色褪去,加入蒸餾水后生成白色沉淀
序號
Ⅲ
實驗
步驟
充分振蕩,加入2 mL蒸餾水
實驗
現(xiàn)象
銅粉有剩余,溶液棕黃色褪去,變成藍(lán)色,加入蒸餾水后無白色沉淀
甘氨酸(NH2CH2COOH)
檸檬酸
甘氨酸亞鐵
易溶于水,微溶于乙醇,兩性化合物
易溶于水和乙醇,有強(qiáng)酸性和還原性
易溶于水,難溶于乙醇
實驗步驟
實驗操作
實驗現(xiàn)象
①
將反應(yīng)后得到的黑色粉末X(假定為均勻的)取出少量放入另一試管中,加入少量鹽酸,微熱
黑色粉末逐漸溶解,溶液呈淺綠色;有少量氣泡產(chǎn)生
②
向?qū)嶒灑俚玫降娜芤褐械渭訋椎蜬SCN溶液,振蕩
溶液沒有出現(xiàn)紅色
實驗
滴管
試管
現(xiàn)象
實
驗
Ⅰ
0.8 ml·L-1 FeSO4溶液(pH=4.5)
1 ml·L-1 Na2CO3溶液(pH=11.9)
立即產(chǎn)生灰綠色沉淀,5 min后出現(xiàn)明顯的紅褐色
實
驗
Ⅱ
0.8 ml·L-1 FeSO4溶液(pH=4.5)
1 ml·L-1 NaHCO3溶液(pH=8.6)
產(chǎn)生白色沉淀及少量無色氣泡,2 min后出現(xiàn)明顯的灰綠色
實
驗
Ⅲ
0.8 ml·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0)
1 ml·L-1 NaHCO3溶液(pH=8.6)
產(chǎn)生白色沉淀及無色氣泡,較長時間保持白色
實驗
操作
現(xiàn)象
實
驗
Ⅳ
向0.8 ml·L-1 FeSO4溶液中加入 ,再加入Na2SO4固體配制成混合溶液(已知Na+對實驗無影響,忽略混合后溶液體積變化)。再取該溶液一滴管,與2 mL 1 ml·L-1 NaHCO3溶液混合
與實驗
Ⅲ現(xiàn)象
相同

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