Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:实验步骤实验操作Ⅰ取一定质量的
题型:不详难度:来源:
Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
实验步骤
| 实验操作
| Ⅰ
| 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温
| Ⅱ
| 取少量实验步骤I所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解
| Ⅲ
| 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红
| 由此甲同学得出结论:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 (1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式__________________________________。 (2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是____________(填序号)。 a.氯水 b.氯水+KSCN溶液 c.K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液) (3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是____________。 (4)丙同学进一步查阅资料得知,煅烧FeCO3的产物中的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂:稀硫酸、________ (填试剂名称)和氨水;再_________(填操作名称),灼烧,即可得到Fe2O3。 (5)工业上用氧化还原滴定法测菱铁矿中FeCO3的质量分数,通过控制样品的质量,使滴定时消耗KMnO4溶液体积为c mL,对应菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%,可以简化计算。某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g,用足量稀硫酸溶解后,再用0.0 200 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(KMnO4被还原成Mn2+),最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质,则所取菱铁矿的质量a=__________g。(FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1) |
答案
(1)Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(写可逆号、络合物形式也合理) (2)c (3)产物是FeO和Fe2O3的混合物(合理答案均可,既有Fe3+又有Fe2+的组合很多,如FeO和Fe2O3;Fe3O4和FeO;Fe3O4和Fe2O3;FeO、Fe3O4和Fe2O3。) (4)过氧化氢 过滤 (5)1.16 |
解析
试题分析:(1)煅烧FeCO3可得到Fe2O3,Fe2O3和硫酸反应得到硫酸铁,硫酸铁与KSCN溶液反应生成血红色的硫氰化铁溶液。反应的离子方程式为:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。(2)亚铁离子与氯水反应变成铁离子,当遇KSCN溶液时产生血红色溶液,而无法同铁离子区分。若用铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,它遇到含Fe2+的溶液与反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,离子方程式为:3Fe2+ +2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2↓。故选项为:C。(3)只要是产物含有亚铁离子就有乙的现象,如产物是FeO和Fe2O3的混合物或Fe3O4和Fe2O3。等等。(4) 先用硫酸溶解碳酸亚铁得到硫酸亚铁,再用过氧化氢将其氧化得到硫酸铁,加入氨水产生氢氧化铁沉淀,再过滤、洗涤、灼烧即得到Fe2O3。(5)亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2-+4H2O.结合 FeCO3+H2SO4=FeSO4+ H2O+CO2↑.可得关系式5FeCO3--- MnO4-,根据给定量的关系科求出菱铁矿的质量是1.16g。2+、Fe3+的检验及滴定法测物质含量等的知识。 |
举一反三
铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。 Ⅰ.铁触媒(+2价铁和+3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答相关问题:
(1)步骤①中需用1.50 mol·L-1的硫酸100mL,若用18.4mol·L-1的浓硫酸来配制,则需要用量筒量取浓硫酸 mL (2)步骤②通入Cl2的目的是 (用离子方程式表示) (3)步骤④后需用 (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。 (4)步骤⑤消耗0.10mol·L-1的Na2SO3溶液25.00mL,则铁触媒中铁的质量分数为 。 Ⅱ.目前的研究表明,铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理。 (1)用K2FeO4处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体,并放出无色无味的气体和其它物质,写出反应的离子反应方程式 ,处理废水时既利用K2FeO4强氧化性,又利用生成氢氧化铁胶体的 作用。 (2)MFe2O4可以与氢气反应制备新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe2Ox (3<x<4),其中M表示+2价的金属元素,常温下,MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S,达到回收硫、净化空气目的,转化过程表示如下:
则可以判断x y,氧化性:MFe2Oy SO2(填“>”、“<”或“=”) |
(16分)铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。 方案一:用下列流程测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
(1)步骤④后面需用 (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。 (2)因为通入Cl2不足量,“溶液B”中还含有 会影响测定结果。 (3)因为通入Cl2过量且加热煮沸不充分,“溶液B”中可能含有Cl2。请设计实验方案检验Cl2,完成下列实验报告。 限选试剂:0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L-1KSCN溶液 方案二:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
(4)“干燥管C”的作用是 。 (5)称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后,测得“干燥管B”增重11.0g,则该铁触媒的化学式可表示为 。(相对原子质量:C-12 O-16 Fe-56) |
将锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入到一定量的硝酸中,微热,充分反应后过滤,弃去滤渣,滤液中金属阳离子情况不可能是A.只含Cu2+、Fe2+、Zn2+ | B.只含Zn2+ | C.只含Fe2+、Zn2+ | D.只含Cu2+、Fe3+、Zn2+ |
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已知离子反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3具有反应迅速、现象明显等特点,是检验Fe3+常用的方法之一。某化学兴趣小组为探究Fe(SCN)3的性质,做了以下实验: ①取10 mL l mol·L-1FeCl3溶液,滴加3~4滴浓KSCN溶液,振荡后溶液立即变成红 色。 ②取少量红色溶液,滴加少许浓硝酸,静置,溶液红色褪去,同时产生大量的红棕色气 体混合物A。 ③将该气体混合物A通入过量的Ba(OH)2溶液中,产生白色沉淀B和剩余气体C。 气体C无色无味,能使燃烧的木条熄灭,可排放到空气中,不会改变空气的成分。 ④过滤,向白色沉淀B中滴加少量稀硝酸,沉淀完全溶解,同时产生能使澄清石灰水变 浑浊的无色无味气体D。 ⑤取②中反应后溶液少许,滴加BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀E。 根据上述实验现象,回答下列问题: (1)B的化学式为_________________;E的化学式为___________________。 (2)混合气体A的成分是___________________(填化学式)。 (3)该兴趣小组同学根据以上实验现象分析得出结论:Fe(SCN)3具有还原性,则实验②中反应时被氧化的元素是____________(填元素符号)。根据元素C、S、N的原子结构和共价键的相关知识推断出SCN-的结构式为_________________。 (4)实验②中反应的离子方程式为___________________________________________。 (5)该兴趣小组同学从上述实验中得到启发,若用SCN-间接检验Fe2+时应注意_________________________________________________________________. |
某化学研究性学习小组讨论Fe3+溶液和SO32-溶液之间发生怎样的反应,提出了两种可能,写出预计反应的离子方程式: 一是发生氧化还原反应 ① ;二是发生互促水解反应 ② 。 为了证明发生怎样的反应,同学们设计并进行如下实验,请填写下列空白: 实验Ⅰ:取5mLFeCl3浓溶液于试管中,逐滴加入某Na2SO3浓溶液至过量,观察到无气泡产生,无沉淀生成,但溶液颜色最终变为红褐色。这种红褐色液体是 ③ 。 向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量,可观察到溶液最终变为黄色。将所得溶液分成两等份: 其中一份加入KSCN溶液,溶液变成血红色,此步实验的目的是 ④ ;另一份加入BaCl2稀溶液,有少量白色沉淀生成,产生该白色沉淀的离子方程式是 ⑤ 。 实验Ⅱ:将FeCl3和Na2SO3溶液分别稀释后,重复实验Ⅰ,产生的现象完全相同。 同学们由上述实验得出的结论是 ⑥ 。 指导老师看过上述实验步骤后认为该设计有缺陷,应在开始实验前对某主要药品进行检验,该主要药品为 ⑦ ;检验的目的是 ⑧ 。 |
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