铁是应用最广泛的金属,铁和铁的化合物在生产和生活中有广泛的应用. (1)已知铁元素可以形成氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁3种氧化物,其中四氧化三铁是一种复杂的化合物,请写出
题目
铁是应用最广泛的金属,铁和铁的化合物在生产和生活中有广泛的应用.
(1)已知铁元素可以形成氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁3种氧化物,其中四氧化三铁是一种复杂的化合物,请写出四氧化三铁与足量稀硝酸反应的化学反应方程式:______.
(2)取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y.
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+.写出生成Fe2+所有可能的离子反应方程式:______.若要确认溶液X中既有Fe2+,又有Fe3+应选用______(选填序号).
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液和KSCN溶液
②乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的化学方程式为:______.然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g.由于此推知气体Y中SO2的体积分数为______.
(3)已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=1.25×10-36,则Fe(NO3)3溶液中加入KOH溶液到PH=______时Fe3+才能完全沉淀(当溶液中某种离子浓度小于10-5mol•L-1时可看作完全沉淀,lg2=0.3,lg5=0.7).
答案
(1)四氧化三铁中铁元素既有+2价又有+3价,+2价的能被硝酸氧化为+3价,即3Fe
3O
4+28HNO
3(稀)﹦9Fe(NO
3)
3+14H
2O+NO↑,
故答案为:3Fe
3O
4+28HNO
3(稀)﹦9Fe(NO
3)
3+14H
2O+NO↑,;
(2)①金属铁和浓硫酸的反应中,随着反应的进行,金属铁和稀硫酸之间反应会生成氢气和亚铁离子,过量的铁还会和生成的三价铁之间反应得到亚铁离子,即Fe+2H
+=Fe
2++H
2↑、Fe+2Fe
3+=3Fe
2+,检验三价铁可以用硫氰化钾,能使硫氰化钾变红色,检验亚铁离子用高锰酸钾,能使高锰酸钾褪色,两个实验分开进行,
故答案为:Fe+2H
+=Fe
2++H
2↑、Fe+2Fe
3+=3Fe
2+;d;
②溴单质具有氧化性,能将二氧化硫氧化为硫酸,即SO
2+Br
2+2H
2O=2HBr+H
2SO
4,然后加入足量BaCl
2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g,即为硫酸钡沉淀,物质的量是0.01mol,根据硫元素守恒,二氧化硫的物质的量是0.01mol,所以336mL(标准状况)气体中二氧化硫的体积分数是:
×100%=66.7%,
故答案为:SO
2+Br
2+2H
2O=2HBr+H
2SO
4;66.7%;
(3)Fe(OH)
3的溶度积K
sp=1.25×10
-36,c(Fe
3+)×c
3(OH
-)=1.25×10
-36;c
3(OH
-)=
=1.25×10
-31,求得c(OH
-)=0.5×10
-10mol/L;水溶液中的离子积c(H
+)×c(OH
-)=10
-14,c(H
+)=2×10
-4mol/L,则pH=3.7,故答案为:3.7.
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已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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