14．(2009年北京理綜)以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下(部分操作和條件略)：

Ⅰ.從廢液中提純并結(jié)晶出FeSO₄·7H₂O。

Ⅱ.將FeSO₄·7H₂O配制成溶液。

Ⅲ.FeSO₄溶液與稍過(guò)量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含F(xiàn)eCO₃的濁液。

Ⅳ.將濁液過(guò)濾，用90 ℃熱水洗滌沉淀，干燥后得到FeCO₃固體。

Ⅴ.煅燒FeCO₃，得到Fe₂O₃固體。

已知：NH₄HCO₃在熱水中分解。

(1)Ⅰ中，加足量的鐵屑除去廢液中的Fe³⁺，該反應(yīng)的離子方程式是_________________。

(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸。運(yùn)用化學(xué)平衡原理簡(jiǎn)述硫酸的作用___________________

________________________________________________________________________。

(3)Ⅲ中，生成FeCO₃的離子方程式是___________________________________________

__________________________。若FeCO₃濁液長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，該變化的化學(xué)方程式是_______________________________________。

(4)Ⅳ中，通過(guò)檢驗(yàn)SO來(lái)判斷沉淀是否洗滌干凈，檢驗(yàn)SO的操作是__________

________________________________________________________________________。

(5)已知煅燒FeCO₃的化學(xué)方程式是4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂�，F(xiàn)煅燒464.0 kg的FeCO₃，得到316.8 kg產(chǎn)品。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有FeO，則該產(chǎn)品中Fe₂O₃的質(zhì)量是________kg。(摩爾質(zhì)量/g·mol^－1：FeCO₃ 116　Fe₂O₃ 160　FeO 72)

[解析]　(1)注意配平。

(2)FeSO₄屬?gòu)?qiáng)酸弱堿鹽，F(xiàn)e²⁺水解，加硫酸顯然是為了抑制Fe²⁺的水解。

(3)可分步理解：Fe²⁺+HCO===FeCO₃↓+H⁺，H⁺+HCO===H₂O+CO₂↑。FeCO₃的變化屬信息方程式的書(shū)寫(xiě)，由Fe(OH)₃的生成確定H₂O、O₂參與反應(yīng)。

(4)屬較常規(guī)的設(shè)問(wèn)，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)要扎實(shí)。

(5)FeCO₃中的鐵元素分別轉(zhuǎn)移到Fe₂O₃、FeO中，根據(jù)鐵元素守恒來(lái)解題。設(shè)產(chǎn)物中FeO、Fe₂O₃的物質(zhì)的量分別為x、y，則：72x+106y＝316.8×10³，x+2y＝464.0/116×10³

解得：x＝400 mol，y＝1 800 mol，m(Fe₂O₃)＝1 800 mol×160×10^－3 kg/mol＝288 kg。

[答案]　(1)Fe+2Fe³⁺===3Fe²⁺

(2)加入硫酸，H⁺濃度增大，使Fe²⁺+2H₂OFe(OH)₂+2H⁺的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，從而抑制Fe²⁺的水解

(3)Fe²⁺+2HCO===FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O

4FeCO₃+6H₂O+O₂===4Fe(OH)₃+4CO₂

(4)取少量洗滌后的溶液放入試管中，滴加酸化的BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈　

(5)288.0

13．鐵單質(zhì)及其化合物在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________。

(2)由于氧化性Fe³⁺>Cu²⁺，氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑，反應(yīng)的離子方程式是____________________。

(3)硫酸鐵可作絮凝劑，常用于凈水，其原理是____________________(用離子方程式表示)。在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)硫酸鐵不能使酸性廢水中的懸浮物沉降而除去，其原因是________________________________________________________________________。

(4)磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe₃O₄+4CO3Fe+4CO₂，若有1.5 mol Fe₃O₄參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是____________。

(5)下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無(wú)因果關(guān)系的判斷都正確的是________(填字母)。

[解析]　(1)鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^－===4OH^－。

(2)Fe³⁺氧化Cu而腐蝕印刷電路銅板：2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺。

(3)Fe³⁺水解產(chǎn)生具有吸附作用的Fe(OH)₃膠體而凈水：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃(膠體)+3H⁺，在酸性條件下，由于H⁺抑制了Fe³⁺的水解，無(wú)法產(chǎn)生Fe(OH)₃膠體，故不能使懸浮物沉降除去。

(4)1 mol Fe₃O₄參與反應(yīng)時(shí)，需4 mol CO，根據(jù)4 mol CO可得轉(zhuǎn)移8 mol電子，所以1.5 mol Fe₃O₄參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5×8 mol＝12 mol。

(5)選項(xiàng)A，地殼中含量最高的金屬元素Al元素，而不是Fe元素，由于鐵是活潑金屬，需通過(guò)冶煉方法獲得，所以Fe不是人類最早使用的金屬材料，陳述Ⅰ、Ⅱ錯(cuò)誤，且二者沒(méi)有因果關(guān)系。選項(xiàng)B，F(xiàn)e能與稀H₂SO₄發(fā)生置換反應(yīng)而產(chǎn)生H₂，但在高溫條件下，H₂還原性很強(qiáng)，又能還原Fe₂O₃而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正確，二者無(wú)因果關(guān)系。選項(xiàng)C，鐵是過(guò)渡元素的說(shuō)法正確。選項(xiàng)D，鐵在空氣中不能形成致密的氧化膜，且Fe可與純凈的O₂反應(yīng)生成Fe₃O₄。

[答案]　(1)O₂+2H₂O+4e^－===4OH^－

(2)2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(3)Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃(膠體)+3H⁺　酸性環(huán)境中，H⁺抑制了鐵離子的水解，無(wú)法生成氫氧化鐵膠體

(4)12 mol　(5)B

12．下圖是無(wú)機(jī)物A-M在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件未列出)。其中，I是由第三周期元素組成的單質(zhì)中熔點(diǎn)最高的金屬，K是一種紅棕色氣體。

請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：

(1)在周期表中，組成單質(zhì)G的元素位于第________周期第________族。

(2)在反應(yīng)⑦中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____。

(3)在反應(yīng)②③⑥⑨中，既屬于化合反應(yīng)又屬于非氧化還原反應(yīng)的是________(填寫(xiě)序號(hào))。

(4)反應(yīng)④的離子方程式是__________________________________________。

(5)將化合物D與KNO₃、KOH共融，可制得一種“綠色”環(huán)保高效凈水劑K₂FeO₄(高鐵酸鉀)，同時(shí)還生成KNO₂和H₂O。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________。

[解析]　解推斷題的關(guān)鍵是“特殊”“關(guān)系”。K是一種可由氧氣與L反應(yīng)而得到的紅棕色氣體，可推知K是NO₂，繼而推出J溶液為硝酸溶液。由FeS₂①O2A②O2B③H2OC的溶液，可推出：A為SO₂，B為SO₃，C為H₂SO₄。由于FeS₂+O₂―→A(SO₂)+D，可知D為Fe的氧化物。由于F⑤NaOHE⑥,D，可推出：E為Fe(OH)₃，D為Fe₂O₃。結(jié)合I為第三周期元素組成的單質(zhì)中熔點(diǎn)最高的金屬，可知I為金屬鋁。2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃，而G與HNO₃生成NO及M溶液，則G為金屬鐵，H為Al₂O₃，M可能為Fe(NO₃)₂或Fe(NO₃)₃。由于M能與C溶液(H₂SO₄)反應(yīng)，則M只能為Fe(NO₃)₂。綜上所述：A為SO₂，B為SO₃，C為H₂SO₄，D為Fe₂O₃，E為Fe(OH)₃，F(xiàn)的溶液為Fe₂(SO₄)₃與Fe(NO₃)₃的混合溶液，G為Fe，H為Al₂O₃，I為Al，J為HNO₃，K為NO₂，L為NO，M為Fe(NO₃)₂。

[答案]　(1)四(或4)�、�　(2)1∶2　(3)③

(4)3Fe²⁺+NO+4H⁺===3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

(5)Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O

11．向含有0.8 mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4 g的鐵粉，假設(shè)反應(yīng)分為兩個(gè)階段。第一階段為：

Fe+HNO₃―→Fe(NO₃)₃+NO↑+H₂O

(1)寫(xiě)出這兩階段反應(yīng)的離子方程式。

(2)求這兩個(gè)階段反應(yīng)中，加入鐵粉的物質(zhì)的量和溶液中鐵元素存在的形式。

(3)在右圖中畫(huà)出溶液中Fe²⁺、NO離子的物質(zhì)的量隨加入鐵粉的物質(zhì)的量變化的關(guān)系圖象(橫坐標(biāo)為加入鐵粉的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)是溶液中離子的物質(zhì)的量)。

[解析]　0.8 mol HNO₃與0.4 mol Fe粉反應(yīng)，在第一階段Fe粉過(guò)量，第二階段必是Fe與Fe³⁺反應(yīng)。并且第一階段結(jié)束，NO的量不再發(fā)生變化。

[答案]　(1)Fe+4H⁺+NO===Fe³⁺+NO↑+2H₂O,2Fe³⁺+Fe===3Fe²⁺

(2)①加入鐵粉為0-0.2 mol，為Fe³⁺；②加入鐵粉為0.2-0.3 mol，為Fe²⁺和Fe³⁺；③加鐵粉n(Fe)≥0.3 mol，為Fe²⁺。

(3)如下圖

10．元素X的單質(zhì)及X與Y形成的化合物能按下圖所示的關(guān)系發(fā)生轉(zhuǎn)化：

下列說(shuō)法不正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　

　(　)

A．X可能是金屬

B．X可能是非金屬

C．n可以等于2或3

D．XY_m與XY_n的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)

[解析]　X元素可以是鐵：Fe+2HCl===FeCl₂+H₂↑，2FeCl₂+Cl₂===2FeCl₃、2FeCl₃+Fe===3FeCl₂、2Fe+3Cl₂2FeCl₃，A對(duì)；X元素可以是碳：C+H₂O(g)CO+H₂、2CO+O₂2CO₂、CO₂+C2CO、C+O₂CO₂，B對(duì)；n可以等于2或3，C對(duì)；XY_m與XY_n的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)，D錯(cuò)。

[答案]　D

9．下列物質(zhì)能通過(guò)化合反應(yīng)直接制得的是

(　)

①FeCl₂　②H₂SO₄�、跱H₄NO₃�、蹾Cl

A．只有①②③　　　B．只有②③

C．只有①③④ 　　　　　　　　 　D．全部

[解析]　反應(yīng)舉例：2FeCl₃+Fe===3FeCl₂；SO₃+H₂O===H₂SO₄；NH₃+HNO₃===NH₄NO₃；H₂+Cl₂2HCl。

[答案]　D

8．下列各組物質(zhì)，不能按 (“→”表示反應(yīng)一步完成)關(guān)系轉(zhuǎn)化的是

(　)

選項(xiàng)	a	b	c
A	Al2O3	NaAlO2	Al(OH)3
B	NO	NO2	HNO3
C	FeCl2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
D	CH2===CH2	CH2BrCH2Br	CHCH

[解析]　Fe(OH)₃無(wú)法一步生成FeCl₂。

[答案]　C

7．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe²⁺、0.2 mol Fe³⁺，加入0.2 mol鐵粉，待Fe³⁺完全還原后，溶液中Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)反應(yīng)前后體積不變)

(　)

A．0.4 mol·L^－1　 　　　　　　　　 B．0.6 mol·L^－1

C．0.8 mol·L^－1　 　　　　　　　　 D．1.0 mol·L^－1

[解析]　本題主要考查鐵及其化合物的性質(zhì)和有關(guān)計(jì)算。由反應(yīng)2Fe³⁺+Fe===3Fe²⁺可知Fe粉過(guò)量，0.2 mol Fe³⁺與過(guò)量Fe粉作用生成0.3 mol Fe²⁺，故反應(yīng)后Fe²⁺的總物質(zhì)的量為0.4 mol，溶液中c(Fe²⁺)＝＝0.8 mol·L^－1。

[答案]　C

6．下列敘述不正確的是

(　)

A．硝酸銀溶液通常保存在棕色試劑瓶中，是因?yàn)橄跛徙y見(jiàn)光易分解

B．乙醇的沸點(diǎn)比甲醚(CH₃-O-CH₃)高，主要原因是乙醇分子間能形成氫鍵

C．反應(yīng)AgCl+NaBr===AgBr+NaCl能在水溶液中進(jìn)行，是因?yàn)锳gBr比AgCl更難溶于水

D．常溫下濃硫酸可貯存于鐵制或鋁制容器中，說(shuō)明常溫下鐵和鋁與濃硫酸不反應(yīng)

[答案]　D

5．將一定量的Fe和Fe₂O₃的混合物投入到250 mL 2 mol·L^－1的硝酸溶液中，反應(yīng)完全后，無(wú)固體剩余，生成1.12 L NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，再向反應(yīng)后的溶液中加入1 mol·L^－1的NaOH溶液，要使鐵元素全部沉淀下來(lái)，所加NaOH溶液的體積最少為

(　)

A．450 mL 　　　　　　　　 　　　 B．500 mL

C．400 mL　 　　　　　　　　　　　 D．無(wú)法確定

[解析]　要使鐵元素全部沉淀下來(lái)，所加NaOH溶液的體積最小，很重要的一點(diǎn)就是加入NaOH溶液后，無(wú)論是生成Fe(OH)₂還是Fe(OH)₃沉淀，剩余溶液始終為NaNO₃溶液，注意Na⁺與NO的量的比例關(guān)系為1∶1，也就是說(shuō)NaOH的物質(zhì)的量與NO的物質(zhì)的量相等時(shí)，使鐵元素全部沉淀下來(lái)，所加NaOH溶液的體積最小。現(xiàn)在只需求NO的物質(zhì)的量即可，故由開(kāi)始加入的HNO₃(物質(zhì)的量為0.25 L×2 mol/L＝0.5 mol)一部分變成了NO氣體(其物質(zhì)的量為1.12 L/22.4 L/mol＝0.05 mol)剩余部分(其物質(zhì)的量為0.5 mol－0.05 mol＝0.45 mol)就是最終與Na⁺以1∶1的關(guān)系存在于溶液中的部分，即有n(NaOH)＝n(NO)＝0.45 mol，故NaOH溶液的體積為450 mL。

[答案]　A