Question

【題目】金屬鐵是般常用的金屬之一，其鐵合金及其化合物有著重要的用途。

（l）某種鐵碳化合物X是煉鋼的原料，經(jīng)分析可知，X中鐵、碳兩元素的質量比為14：1，則X的化學式________；X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y和能使澄消石灰水變渾濁的氣體，該反應的化學方程式為___________________。

（2）鐵鈦合金是一種常用不銹鋼材料，某同學在探究該合金性質時，往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入鐵屑至溶液顯紫色，該過程中發(fā)生的反應有：

①2Fe3++Fe＝3Fe2+ ②Ti3+（紫色）＋Fe3++H2O=TiO2+（無色）+Fe2+＋2H+

③_______________________。

（3）氧化鐵是重要的工業(yè)原料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問題：

①操作Ⅱ的名稱是_________。

②請完成生成FeCO3沉淀的離子方程式：_____________；FeCO3達到沉淀溶解平衡時，室溫下測得溶液的pH為8，c(Fe2+)為1.0×10-5mol/L。試判斷所得FeCO3固體是否混有Fe(OH)2:____（填“是”或“否”），請通過簡單計算說明理由___________。

（已知Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17mol3·L-3 、Ksp[FeCO3]=2.1×10-11mol2·L-2）

③煅燒如果不充分，產(chǎn)品中將有Fe2+存在，試設計實驗檢驗產(chǎn)品中有無Fe2+。

_______________________________。

Answer 1

【答案】 Fe3C Fe3C+2O2 Fe3O4+CO2 2TiO2++Fe+4H+=2Ti3++Fe2++2H2O 洗滌 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 否 c(Fe2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17，故無Fe(OH)2生成 取樣品放入試管中，加入稀硫酸充分溶解得到溶液，滴入K3[Fe(CN)6]，若有藍色沉淀生成，證明含有亞鐵離子，否則不存在

【解析】（1）X中鐵、碳兩元素的質量比為14：1，則二者的個數(shù)之比是14/56:1/12=3:1，因此X的化學式Fe3C。在足量的空氣中高溫煅燒生成四氧化三鐵和二氧化碳，反應為Fe3C+2O2 Fe3O4+CO2；（2）根據(jù)①②反應以及溶液顯紫色可知發(fā)生的反應還有2TiO2++Fe+4H+＝2Ti3++Fe2++2H2O；（3）①從溶液中得到沉淀需要洗滌，則操作Ⅱ的名稱是洗滌。②亞鐵離子和碳酸氫根反應生成碳酸亞鐵，即生成FeCO3沉淀的離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；由于c(Fe2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17<Ksp[Fe(OH)2]，故無Fe(OH)2生成；③檢驗亞鐵離子的實驗方案是：取樣品放入試管中，加入稀硫酸充分溶解得到溶液，滴入K3[Fe(CN)6]，若有藍色沉淀生成，證明含有亞鐵離子，否則不存在。