雷达的微波过滤器里使用铁氧磁性体，如钇铁石榴石Y3Fe5O12，其中Y是ⅢB族稀土元素。下面有关钇铁石榴石的叙述中正确的是A．可表示为3YO3·3FeO·Fe2

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雷达的微波过滤器里使用铁氧磁性体，如钇铁石榴石Y₃Fe₅O₁₂，其中Y是ⅢB族稀土元素。下面有关钇铁石榴石的叙述中正确的是

A．可表示为3YO₃·3FeO·Fe₂O₃	B．可表示为Y₃O₅·Fe₃O₄·Fe₂O₃
C．其中钇、铁的化合价均为＋3价	D．其中钇、铁的化合价均有＋2、＋3价

答案

解析

钇（Y）是ⅢB族元素，正化合价为+3价，由此可知Fe亦为+3价。

举一反三

绿矾（FeSO₄·7H₂O）、硫酸亚铁铵(FeSO₄·(NH₄ )₂SO₄·6H₂O)是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。

图Ⅰ 图Ⅱ
请回答下列问题：
（1）图Ⅰ用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是__________，集气瓶的作用是__________；烧杯中主要发生：①CuSO₄+H₂S=CuS↓+H₂SO₄②4CuSO₄+PH₃+4H₂O=H₃PO₄+4H₂SO₄+4Cu↓，则烧杯中盛放的试剂是___ ___，其作用是_______________。
（2）图Ⅱ用于制备硫酸亚铁铵。在0~60℃的温度范围内，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小，冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。具体操作：①打开活塞____________，关闭活塞_________，从分液漏斗滴入6 mol·L^-1 H₂SO₄到250 mL锥形瓶，充分反应。②待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞________，打开活塞________。③放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。
（3）在制备硫酸亚铁的过程中，理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe²⁺被氧化。设计两个实验：实验一，控制酸过量；实验二，控制铁过量；其余步骤同，制得硫酸亚铁铵，并对产品质量进行检测。检测结果如下：

序号	反应物用量	产品质量
1	n(H₂SO₄):n(Fe)>1:1	介于Ⅰ级～Ⅱ级之间
2	n(H₂SO₄):n(Fe)<1:1	优于Ⅰ级

已知产品质量标准：Fe³⁺的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe³⁺的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，从实验结果中，可得出制备硫酸亚铁溶液时，反应控制___________过量为最佳。

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下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是

A．工业上在高温下用CO还原含Fe₂O₃的铁矿石炼铁

B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe₃O₄

C．工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸

D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂

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下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，请你选择其中一题作答，如果两题全做，则按A题评分。

A．（12分）【物质结构与性质】
1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
⑴科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体晶格能数据如下表：

晶体	NaCl	KCl	CaO
晶格能／(kJ·mol^－1)	786	715	3 401

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是 ▲ 。
⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式 ▲ ；金属铜采用下列 ▲ （填字母代号）堆积方式。

A B C D
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来） ▲ 。
③水分子间存在氢键，请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响 ▲ 。
④SO₄²^－的空间构型是 ▲ 。
B．（12分）【实验化学】
硫酸亚铁铵的化学式为(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，又名莫尔盐，是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。
步骤一：铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na₂CO₃溶液，加热，过滤、洗涤、干燥、称量，质量记为m₁。
步骤二：FeSO₄的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H₂SO₄中，充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重，质量记为m₂。
步骤三：硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH₄)₂SO₄加入“步骤二”中的蒸发皿中，缓缓加热一段时间后停止，冷却，待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥，称量所得晶体质量。
步骤四：用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。
回答下列问题：
⑴步骤三中称取的(NH₄)₂SO₄质量为 ▲ 。
⑵①铁屑用Na₂CO₃溶液处理的目的是 ▲ 。制备FeSO₄溶液时，用右图装置趁热过滤，原因是 ▲ 。
②将(NH₄)₂SO₄与FeSO₄混合后加热、浓缩，停止加热的时机是 ▲ 。
③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为：Fe³^＋标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外，还应注意的问题是 ▲ 。
④该实验最终通过 ▲ 确定硫酸亚铁铵产品等级。

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铜是重要的金属材料。
(1)工业上可用Cu₂S和O₂反应制取粗铜，该反应中氧化剂为 _______ 。电解粗铜制取精铜，电解时．阳极材料是 _______ ，电解液中必须含有的阳离子是 _______ 。
(2)在100 mL 18 mol/L浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，反应中被还原的H₂SO₄< __ mol。
(3)电子工业曾用30％的FeCl₃溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板制印刷电路板，为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重薪得到FeCl₃溶液，设计如下实验流程。

上述流程中，所加试剂的化学式为：X _______ ，Y _______ Z _______ ；第⑥步反应的离子方程式为 _______ 。

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在化学分析中，为了测定某试样中FeSO₄·7H₂O的质量分数，一般采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法，反应原理为：5Fe²⁺＋8H^＋＋MnO₄^－

5Fe³⁺＋Mn²⁺＋4H₂O。高锰酸钾标准溶液可用性质稳定、相对分子质量较大的基准物质草酸钠[M_r(Na₂C₂O₄)＝134.0]进行标定，反应原理为：5C₂O₄²^－＋2MnO₄^－＋16H^＋

10CO₂↑＋2Mn²⁺＋8H₂O。
实验步骤如下：
步骤一：先粗配浓度约为1.5×10^-2mol·L^-1的高锰酸钾溶液500 mL。
步骤二：称取Na₂C₂O₄固体m g放入锥形瓶中，用蒸馏水溶解并加稀硫酸酸化，加热至70~80℃，用(1)所配高锰酸钾溶液进行滴定，从而可标定高锰酸钾溶液的浓度。经测定，c(KMnO₄)＝0.0160 mol·L^－1
步骤三：称取FeSO₄·7H₂O试样1.073g，放入锥形瓶中，加入适量的水溶解，
步骤四：用标准高锰酸钾溶液滴定步骤三所配样品溶液，达到终点时消耗标准溶液48.00mL。
试回答下列问题：
(1)步骤一中要用到的玻璃仪器是烧杯、___________  、                 。
(2)步骤二中需要对m的大致值进行预估，你预估的依据是
___________________________________________________                            。
(3)本实验中操作滴定管的以下图示，正确的是______________（填编号）。

(4)步骤二的滴定是在一定温度下进行的，操作过程中发现前一阶段溶液褪色较慢，中间阶段褪色明显变快，最后阶段褪色又变慢。试根据影响化学反应速率的条件分析，溶液褪色明显变快的原因可能是            ______________________                                。
(5)请在下面空白处设计步骤四中的数据记录和数据处理表格(不必填数据）。
(6)国家标准规定FeSO₄·7H₂O的含量(w)：一级品100.5%≥w≥99.50%；二级品 100.5%≥w ≥99.00%；三级品 101.0%≥w≥98.00%。试判断该试样符合国家________级品标准。
(7)测定试样中FeSO₄·7H₂O的含量时，有时测定值会超过100%，其原因可能是
_______________________________________________                              。

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