Question

5．某鐵礦廢料可能由Al、Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的幾種物質(zhì)組成．為測定其組成及鐵元素的含量，取100.0g 樣品進行如下實驗：
已知：向M中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象； 固體N為單質(zhì)；H₂體積為標準狀況下測得．請回答：
（1）標準狀況下1.792L H₂ 的物質(zhì)的量是0.08 mol．
（2）分離X和Y的實驗操作方法是過濾．
（3）向固體混合物X中加入稀鹽酸，發(fā)生氧化還原反應的離子方程式是Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（4）檢驗溶液M中金屬陽離子的方法：取溶液少許于試管中，向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色．
（5）下列說法正確的是ac（填字母）．
a．鐵礦廢料中一定含有Al，不一定含有Al₂O₃
b．N與足量稀硝酸反應的方程式為：3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
c．向M中滴加NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀逐漸變灰綠，最終變成紅褐色沉淀
（6）鐵礦廢料中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為22.4%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{V}{Vm}$計算1.792L H₂ 的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)分離固液混合物的操作分析；
（3）X固體中含有Fe、Fe₂O₃，根據(jù)二者與鹽酸的反應分析；
（4）根據(jù)（3）的反應得出M中金屬陽離子為二價鐵，檢驗二價鐵的方法為：取溶液少許于試管中，向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色；
（5）a．根據(jù)樣品與氫氧化鈉反應生成氣體，則說明一定含鋁，不一定含有Al₂O₃；
b．X固體中含有Fe、Fe₂O₃，加鹽酸反應后剩余的固體N為Fe，與足量稀硝酸反應生成三價鐵；
c．溶液M為氯化亞鐵；
（6）設Fe₂O₃為xmol，F(xiàn)e為ymol，根據(jù)氫氣求出與鹽酸反應的Fe，根據(jù)Fe₂O₃求出與Fe³⁺反應的Fe，在加上W的質(zhì)量為Fe的質(zhì)量，再加上Fe₂O₃中Fe的質(zhì)量，則為Fe元素的總質(zhì)量，再求出鐵元素的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）n=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08 mol，故答案為：0.08mol；
（2）X為固體，Y為液體，分離固液混合物的操作為過濾，故答案為：過濾；
（3）某鐵礦廢料是由Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的幾種物質(zhì)組成，加氫氧化鈉溶液過濾得到固體X，則X中含有Fe、Fe₂O₃，二者與鹽酸反應，F(xiàn)e與HCl反應的離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃與HCl反應生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與Fe反應生成Fe²⁺，其離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）根據(jù)（3）的反應得出M中金屬陽離子為二價鐵，檢驗二價鐵的方法為：取溶液少許于試管中，向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色，故答案為：無明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色；
（5）a．因為樣品與氫氧化鈉反應生成氣體，又樣品中只有鋁與氫氧化鈉反應生成氫氣，氧化鋁與氫氧化鈉反應無氣體生成，所以說明一定含鋁，不一定含有Al₂O₃，故a正確；
b．X固體中含有Fe、Fe₂O₃，加鹽酸反應后剩余的固體N為Fe，與足量稀硝酸反應生成三價鐵，方程式為：Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，故b錯誤；
c．溶液M為氯化亞鐵，滴加NaOH溶液，產(chǎn)生氫氧化亞鐵的白色沉淀逐漸變灰綠，最終變成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，故c正確；
故答案為：ac；
（6）設Fe₂O₃為xmol，F(xiàn)e為ymol，n（H₂）=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08 mol，
Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
x     2x
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
0.08mol 0.08mol
2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
2x    x
則160x+56y=27.2g，0.08mol+x+$\frac{1.12}{56}$=y，
解得：x=0.1、y=0.2，
則鐵礦廢料中鐵元素總物質(zhì)的量為n（Fe）=0.1×2+0.2=0.04mol，m（Fe）=0.4mol×56g/mol=22.4g，
所以鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為 $\frac{22.4}{100.0}$×100%=22.4%；
故答案為：22.4%．

點評 本題考查了物質(zhì)的分離操作、離子方程式的書寫、物質(zhì)含量的計算等，題目側(cè)重于考查學生分析解決問題的能力和計算能力，題目難度中等．