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第二单元铁、铜的获取及应用1.下列说法中,正确的是()A.过量的Fe与Cl2反应生成FeCl2B.NaHCO3固体可以作干粉灭火剂,金属钠着火可以用其来灭火C.硫酸可用于化肥、医药、农药的生产,金属矿石的处理D.硫酸亚铁通常用作净水剂、消毒剂答案C铁在氯气中燃烧,无论氯气是否过量都只生成氯化铁,故A错误;NaHCO3不稳定,加热易分解,钠着火时生成过氧化钠,过氧化钠可与二氧化碳、水反应均生成氧气,所以金属钠着火不能用碳酸氢钠扑灭,故B错误;硫酸能够与氨气反应生成硫酸铵,能与金属矿石、金属氧化物反应生成硫酸盐,故C正确;硫酸亚铁不具有强氧化性,不能用作消毒剂,故D错误。2.实验室测定氧化物X(FexO)的组成实验如下:3.04 g X溶液Y溶液Z下列有关说法正确的是()A.样品X中氧元素的质量分数约为26.3%B.溶液Y中c(Fe2+)c(Fe3+)=21C.用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+D.根据步骤、可以判断X的组成为Fe0.75O答案A溶液Y消耗0.01 mol氯气,这说明溶液中含有0.02 mol亚铁离子,因此X中相当于含有氧化亚铁的物质的量是0.02 mol,质量是0.02 mol72 g/mol=1.44 g,则相当于含有氧化铁的质量是3.04 g-1.44 g=1.6 g,物质的量是0.01 mol,即X可以看作是2FeOFe2O3,因此x=4/5=0.8,则样品X中氧元素的质量分数为1616+0.856100%26.3%,A正确;根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2+)c(Fe3+)=11,B错误;溶液Z中含有氯离子,氯离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+,应该用铁氰化钾,C错误;根据步骤、可以判断X的组成为Fe0.8O,D错误。3.某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS,某同学以该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下:已知:1.步骤中发生的化学反应为非氧化还原反应2.滤渣2的主要成分是SiO2和S下列说法不正确的是()A.步骤,最好在通风橱中进行B.步骤和,说明CuS不溶于稀硫酸而ZnS溶于稀硫酸C.步骤,涉及的离子反应为CuS+H2O2+2H+ Cu2+S+2H2OD.步骤和,均采用蒸发结晶的方式获取溶质答案DA项,步骤发生的反应是ZnO+H2SO4 ZnSO4+H2O,ZnS+H2SO4 ZnSO4+H2S,H2S是有毒气体,因此应在通风橱内进行,故A说法正确;B项,根据流程图,步骤得到CuSO45H2O,说明滤渣1中含有Cu元素,即含CuS,从步骤滤液中得到硫酸铜晶体,说明滤液2中存在Cu2+,从而推出CuS不溶于稀硫酸,步骤从滤液1中得到ZnSO47H2O,说明滤液1中含有Zn2+,即ZnS溶于稀硫酸,故B说法正确;C项,步骤中CuS转变成Cu2+,根据信息,滤渣2中含有SiO2和S,推出CuS中硫元素被过氧化氢氧化为硫单质,离子反应方程式为CuS+H+H2O2 Cu2+S+H2O,根据化合价的升降法进行配平,得到CuS+H2O2+2H+ Cu2+S+2H2O,故C说法正确;D项,得到的CuSO45H2O和ZnSO47H2O中都含有结晶水,通过对滤液蒸发结晶的方法,容易失去结晶水,因此采用的方法是蒸发浓缩、冷却结晶,故D说法错误。4.检验某溶液中是否含有K+、Fe3+、Cl-、Mg2+、I-、CO32-、SO42-,限用试剂有:盐酸、硫酸、硝酸钡溶液、硝酸银溶液。设计如下实验步骤,并记录相关现象:(已知,NO3-在酸性条件下具有强氧化性)下列叙述不正确的是()A.该溶液中一定有I-、CO32-、SO42-、K+B.试剂为硝酸钡C.试剂一定为盐酸D.通过在黄色溶液中加入硝酸银可以检验原溶液中是否存在Cl-答案D在溶液中,加入过量试剂,生成白色沉淀,则试剂为硝酸钡(如果加入的试剂是硝酸银,则会有黄色的AgI沉淀生成),且加入试剂后沉淀质量减少,则白色沉淀是BaCO3和BaSO4,说明原溶液中含有CO32-、SO42-,由于CO32-与Fe3+、Mg2+会发生离子反应而不能大量共存,所以原溶液中不含有Fe3+、Mg2+;过滤后,白色沉淀中加入足量的试剂,沉淀质量减少,则试剂是盐酸(如果是硫酸,则BaCO3沉淀会转化为BaSO4沉淀,沉淀质量不会减少);过滤后的溶液中也加入足量的试剂,溶液变黄色,说明该溶液由于前面加入了过量的硝酸钡,使溶液中引入了较多的NO3-。在酸性环境里,NO3-具有强氧化性,氧化I-生成I2,碘在水中溶解度很小,使过滤后的溶液变黄色,这说明原溶液中含有I-;根据溶液中电荷守恒,原溶液中还含有K+。在该实验中加入了足量的盐酸(试剂),引入了大量Cl-,所以在黄色溶液中加入硝酸银即使有白色沉淀生成,也不能说明原溶液中一定含有Cl-,所以加入硝酸银不能检验原溶液中是否存在Cl-。综上分析可知,选项A、B、C正确,D错误。5.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验的流程如下:补血剂10片滤液红褐色悬浊液氧化铁固体w g下列说法不正确的是()A.步骤研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样B.步骤加入H2O2的作用是将Fe2+完全氧化C.步骤多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7w g答案D将补血剂研细,向药片中加入稀硫酸,然后过滤得到沉淀,向滤液中加入H2O2,发生反应2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O,向溶液中加入过量氨水生成红褐色沉淀,将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe2O3。步骤研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样,以防研磨时固体飞出研钵,故A正确;步骤加入H2O2的作用是将Fe2+完全氧化成Fe3+,便于沉淀,故B正确;步骤多步操作依次是:过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重,故C正确;w g固体为10片补血剂中产生的氧化铁,固体中m(Fe)=112/160w g=0.7w g,每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g,故D错误。6.已知氧化性Fe3+I2,在含有n mol FeI2的溶液中通入Cl2,有x mol Cl2发生反应。下列说法正确的是()A.当xn时,反应的离子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-B.当x3n2时,反应的离子方程式为2Fe2+2I-+2Cl2 2Fe3+I2+4Cl-C.当nx3n2时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为2n moln(e-)3n molD.当nxI2,则还原性I-Fe2+。当xn时,只有碘离子被氧化,反应的离子方程式为2I-+Cl2 I2+2Cl-,A错误;当x3n2时,碘离子、亚铁离子全部被氧化,离子方程式为2Fe2+4I-+3Cl2 2Fe3+2I2+6Cl-,B错误;当nx3n2时,碘离子全部被氧化,亚铁离子部分被氧化,所以反应中转移电子的物质的量n(e-)为2n moln(e-)3n mol,C正确;当nx3n2时,碘离子全部被氧化,亚铁离子部分被氧化,则溶液中Fe3+、Cl-、I2的物质的量之比为2(x-n)2xn,D错误。7.在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息,用以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是()A.Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体B.检验从火星上带回来的红色物质是不是Fe2O3的操作步骤为:样品粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加KSCN溶液C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物答案CA项,Fe2O3与Fe3O4不互为同素异形体,它们不是单质,不正确。B项,步骤为:样品粉碎加稀盐酸溶解过滤向滤液中滴加KSCN溶液,不正确。D项,明矾属硫酸盐,含结晶水,但组成成分只有一种,不是混合物,是纯净物,不正确。8.Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2,下列说法中正确的是()A.Na2O2在上述反应中只作氧化剂B.氧化产物只有Na2FeO4C.Na2FeO4处理水时,既能杀菌,又能在处理水时产生胶体净水D.2 mol FeSO4发生反应时,共有8 mol电子发生转移答案C该反应中铁元素化合价由+2价变为+6价、氧元素化合价由-1价变为0价和-2价,所以硫酸亚铁是还原剂、过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。根据上述分析,该反应中过氧化钠既作氧化剂又作还原剂,故A错误;Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物,且O2也为氧化产物,故B错误;Na2FeO4处理水时,高铁酸钠具有强氧化性,能杀菌,+6价的铁被还原生成铁离子,铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性,故C正确;反应中化合价升高的元素有铁元素,由+2价+6价,化合价升高的元素还有氧元素,由-1价0价,则2 mol FeSO4发生反应时,共有2 mol4+1 mol2=10 mol电子发生转移,故D错误。9.孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质),工业上用孔雀石制备硫酸铜的第一步需用过量的硫酸溶解并过滤。常温下,分别取滤液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中可以大量存在的一组离子正确的是()A.加入过量氨水:Fe3+、NH4+、SO42-、OH-B.加入过量NaNO3溶液:Fe2+、NO3-、Cu2+、SO42-C.加入过量NaOH溶液:Na+、AlO2-、SO42-、OH-D.加入过量NaHCO3溶液:Na+、Al3+、SO42-、HCO3-答案C加入过量氨水后,Fe3+不可能大量存在,A不正确;硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,可以把Fe2+氧化,B不正确;加入过量NaOH溶液后,Na+、AlO2-、SO42-、OH-等几种离子之间不发生离子反应,可以大量共存,C正确;加入过量NaHCO3溶液,Al3+和HCO3-发生相互促进的水解反应不能大量共存,D不正确。10.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究,铁在浓HNO3中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()A.FeO3Fe2O3 B.2FeO3Fe2O3C.FeO2Fe2O3 D.2FeOFe2O3答案B化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物,设化学式为nFeOmFe2O3,则n+2m=8n+3m=11,解得n=2,m=3,该化合物可以表示为2FeO3Fe2O3。11.有一块铁的“氧化物”样品,用140 mL 5.0 molL-1盐酸恰好将其完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为()A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7答案D根据2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025 mol2=0.05 mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2 mol,故n(Fe2+)n(Fe3+)=0.050.2=14,该氧化物可表示为FeO2Fe2O3,即Fe5O7。12.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g,经如下处理:下列说法正确的是()A.V=44.8B.原样品中铁元素的质量分数为38.89%C.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+D.样品中CuO的质量为4.0 g答案B滤液A中的溶质为H2SO4和FeSO4,滤渣充分灼烧后的固体为氧化铁,则n(Fe)=3.2 g160 g/mol2=0.04 mol,说明参加反应的硫酸为0.04 mol,含H+为0.08 mol,其中部分H+生成氢气,另外的H+和氧元素结合生成水,合金样品中铁元素的质量为0.04 mol56 g/mol=2.24 g,合金样品中氧元素的物质的量为5.76 g-3.2 g-2.24 g16 g/mol=0.02 mol,所以硫酸中有0.08 mol-0.04 mol=0.04 mol H+生成氢气,即生成0.02 mol氢气,标准状况下氢气的体积为448 mL,A项错误;根据A项分析知铁元素的质量为2.24 g,则原样品中铁元素的质量分数为2.24 g5.76 g100%38.89%,B项正确;3.2 g滤渣是铜,金属铜可以与三价铁离子反应,所以滤液A中一定没有Fe3+,C项错误;合金样品中铁元素的质量为2.24 g,而原来样品为5.76 g,故CuO质量不超过5.76 g-2.24 g=3.52 g,D项错误。13.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐溶液A的组成成分,由此分析,下列结论中正确的是()A.A中一定有Fe3+ B.C中一定有Fe3+C.B为AgI沉淀 D.A一定为FeBr2溶液答案BHNO3具有强氧化性,可氧化Fe2+生成Fe3+,A中不一定有Fe3+,A错误;AgI为黄色沉淀,C错误;A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物,D错误。14.某固体混合物X中可能存在Fe、FeO、CuO、MnO2、K2CO3、KCl中的若干种,为确定固体成分,某同学进行了如下实验(部分实验条件略去):下列说法正确的是()A.溶液1中一定存在KCl,不存在K2CO3B.固体1中一定存在Fe和CuOC.固体1中不能确定是否存在MnO2D.溶液2中一定存在Fe3+答案BA项,由溶液1中加入AgNO3溶液有白色沉淀可知溶液中KCl、K2CO3均可能存在,错误;B项,由红色不溶物可知,CuO与盐酸反应生成Cu2+,Fe将Cu2+还原为Cu,则一定存在Fe和CuO,正确;C项,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2,MnO2一定存在,错误;D项,有Cu剩余,则溶液2中不可能存在Fe3+,错误。15.(2018浙江11月选考,29,4分)某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物,为探究其组成,称取m g该固体粉末样品,用足量的稀H2SO4充分反应后,称得固体质量为a g。已知:Cu2O+2H+ Cu2+Cu+H2O(1)若a=(用含m的最简式表示),则红色固体粉末为纯净物。(2)若a=19m,则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为mol(用含m的最简式表示)。答案(1)4m9(2)3m1 216解析将固体粉末样品加入足量稀H2SO4充分反应后,有固体剩余,说明一定有Cu2O,Fe2O3可能存在。(1)若红色固体粉末为纯净物,则只有Cu2O, m g Cu2O的物质的量为m144 mol,根据方程式:Cu2O+2H+ Cu2+Cu+H2O,生成的Cu的物质的量是m144 mol,质量为4m9 g。(2)混合物加入足量稀H2SO4,会发生如下反应,假设Fe2O3的物质的量为x mol,Cu2O的物质的量为y mol。Cu2O+2H+ Cu+Cu2+H2Oy mol y molFe2O3+6H+2Fe3+3H2Ox mol 2x mol2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+2x mol x mol既然反应后有固体剩余,所以Cu过量,利用Fe3+的量来算:160x+144y=m64(y-x)=19m解得x=3m1 21616.为探究难溶性盐X(仅含三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:已知:气体甲和气体乙组成元素相同。请回答:(1)气体乙的摩尔质量是。(2)X的化学式是。(3)写出X在隔绝空气条件下加热分解的化学方程式。答案(1)28 gmol-1(2)FeC2O4(3)FeC2O4 FeO+CO+CO2解析(1)混合气体通入足量的石灰水中得到白色沉淀,能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是CO2,也可能是SO2,气体甲和气体乙组成元素相同,因此组合可能是CO2、CO或SO2、SO3,因为SO3与水反应生成H2SO4,如果混合气体是SO2、SO3,通入足量澄清石灰水,没有气体逸出,因此甲为CO2,乙为CO,即气体乙的摩尔质量为28 gmol-1。(2)根据(1)的分析,白色沉淀是CaCO3,即CO2的物质的量为5.00 g100 gmol-1=0.05 mol,气体甲和气体乙的平均摩尔质量为36 gmol-1,依据十字交叉法,推出CO的物质的量为0.05 mol,即X中碳原子物质的量为(0.05+0.05) mol=0.1 mol;红棕色固体为Fe2O3,说明X中含有铁元素,X中铁原子的物质的量为4.00 g160 gmol-12=0.05 mol,氧原子的质量为(7.20-0.0556-0.112)g=3.2 g,即X中氧原子的物质的量为3.2 g16 gmol-1=0.2 mol,即n(Fe)n(C)n(O)=0.05 mol0.1 mol0.2 mol=124,X的化学式为FeC2O4。(3)根据铁元素守恒,黑色固体为FeO,其物质的量为0.05 mol,因此反应方程式为FeC2O4 FeO+CO+CO2。17.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、4 molL-1硫酸溶液,其他试剂任选。填写下列空白:(1)实验开始时应先将活塞E(填“打开”或“关闭”)。(2)在该实验中生成的Fe(OH)2白色沉淀可保持较长时间,可能的原因为。(3)拔去装置B中的橡皮塞,使空气进入,写出Fe(OH)2被氧化的化学方程式。答案(1)打开(2)反应生成的氢气排出了装置中的空气(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3解析(1)实验开始时,应先打开活塞E,使生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气,防止氢氧化亚铁被氧化。(2)因B中充满氢气,生成的氢氧化亚铁处于还原性气体的氛围中,隔绝了氧气,则生成的Fe(OH)2白色沉淀可保持较长时间。(3)氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀,所以看到白色沉淀先转化为灰绿色,最后转化为红褐色,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。18.水是生命之源,它与我们的生活密切相关。(1)自来水厂常用高铁酸钾(K2FeO4)改善水质。简述高铁酸钾用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理。(2)电镀废水中含有剧毒的NaCN,加入NaClO处理该碱性废水时生成Na2CO3、NaCl和N2。写出该反应的离子方程式:。处理a m3含NaCN b mgL-1的废水,至少需要NaClO的质量为g。(3)某工业废水中可能含有Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+、NH4+、CO32-、SO42-、NO3-中的几种,为确定其成分,设计如下实验:a.取该废水进行焰色反应实验,火焰为黄色;b.另取10 mL该废水于试管中,加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,充分反应后过滤得到4.66 g白色沉淀;c.另取10 mL该废水于试管中,滴加NaOH溶液,产生沉淀的质量随所加NaOH溶液体积的变化关系如下图所示(不考虑沉淀的溶解和损失)。根据上述实验和图表数据回答:该工业废水中一定不存在的离子有(写离子符号)。c(NaOH)=。NO3-是否存在?(填“存在”“不存在”或“不确定”),理由是。答案(1)K2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,生成的Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能凝聚水中的悬浮物,达到净水的目的(2)5ClO-+2CN-+2OH- 5Cl-+2CO32-+N2+H2O3.8ab(3)Mg2+、Fe3+、CO32-1.0 molL-1存在由题意得,溶液中n(SO42-)=0.02 mol,n(Al3+)=0.01 mol,n(NH4+)=0.01 mol,且含有Na+,根据电荷守恒可知,溶液中一定含有NO3-解析(1)高铁酸钾中铁元素为+6价,K2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,同时生成的Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能凝聚水中的悬浮物,达到净水的目的。(2)反应中C、N元素化合价分别从+2价、-3价升高到+4价和0价,氯元素化合价从+1价降低到-1价,因此根据电子得失守恒和原子守恒可知该反应的离子方程式为5ClO-+2CN-+2OH- 5Cl-+2CO32-+N2+H2O。根据方程式可知处理a m3含NaCN b mgL-1的废水,至少需要NaClO的质量为1 000aL0.001bg/L49 g/mol5274.5 g/mol3.8ab g。(3)a.取该废水进行焰色反应实验,火焰为黄色,说明一定含有Na+;b.另取10 mL该废水于试管中,加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,充分反应后过滤得到4.66 g白色沉淀,沉淀一定是硫酸钡,因此一定存在SO42-,其物质的量是4.66 g233 g/mol=0.02 mol;c.根据图像可知开始即产生沉淀,达到最大值后沉淀不变化,这说明还含有铵根离子;最后沉淀完全消失,所以沉淀一定是氢氧化铝,即一定存在铝离子,不存在镁离子、铁离子和碳酸根离子。产生的氢氧化铝为0.78 g,其物质的量是0.01 mol,消耗氢氧化钠是0.03 mol,沉淀铝离子消耗氢氧化钠溶液30 mL,则氢氧化钠的物质的量浓度是0.03 mol0.03 L=1.0 molL-1;与铵根离子反应消耗氢氧化钠溶液10 mL,物质的量是0.01 mol,则铵根离子是0.01 mol。由以上分析可知溶液中n(SO42-)=0.02 mol,n(Al3+)=0.01 mol,n(NH4+)=0.01 mol,且含有Na+,根据电荷守恒可知,溶液中一定含有NO3-。19.磁性材料A由两种元素组成,取2.960 g A在足量的空气中充分煅烧,得到2.400 g红棕色固体B和无色刺激性气体D。固体B溶于盐酸形成棕黄色溶液C,再加入KSCN溶液变为血红色。气体D溶于水得到无色酸性溶液E,向E中加足量碘-碘化钾溶液(红棕色)得到溶液F,同时溶液酸性增强。请回答下列问题:(1)溶液C也可用于处理污水,用离子方程式表示污水处理原理。(2)已知化合物A能与稀硫酸反应,反应后得到浅绿色溶液,同时生成一种淡黄色不溶物和一种臭鸡蛋气味气体,写出该反应的化学方程式。(3)用离子方程式解释E中加足量碘-碘化钾溶液后溶液酸性增强的原因。答案(1)Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+或Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+(2)Fe3S4+3H2SO4 3H2S+3FeSO4+S(3)H2SO3+I2+H2O SO42-+4H+2I-解析磁性材料A由两种元素组成,取2.960 g A在足量的空气中充分煅烧,得到2.400 g红棕色固体B和无色刺激性气体D。固体B溶于盐酸形成棕黄色溶液C,再加入KSCN溶液变为血红色,说明棕黄色溶液C是氯化铁溶液,B为氧化铁。气体D溶于水得到无色酸性溶液E,向E中加足量碘-碘化钾溶液得到溶液F,同时溶液酸性增强,可以推断D为二氧化硫,E为亚硫酸,亚硫酸可以被碘氧化为硫酸,碘被还原为氢碘酸,所以酸性增强。2.400 g红棕色氧化铁的物质的量为0.015 mol,其中含铁0.03 mol,铁元素的质量为1.68 g,由铁元素守恒求得2.960 g A中含硫元素的质量为1.28 g,S的物质的量为0.04 mol,所以A的化学式为Fe3S4。(1)氯化铁溶液可用于处理污水,用离子方程式表示污水处理原理为Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+或Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+。(2)化合物A能与稀硫酸反应,反应后得到浅绿色硫酸亚铁溶液,同时生成一种淡黄色不溶物硫和一种臭鸡蛋气味气体硫化氢,该反应的化学方程式为Fe3S4+3H2SO4 3H2S+3FeSO4+S。(3)E中加足量碘-碘化钾溶液后溶液酸性增强的原因用离子方程式可表示为H2SO3+I2+H2O SO42-+4H+2I-。20.有一种天然黄铜矿主要成分为CuFeS2(含SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如图1实验:图1图2称取研细的黄铜矿样品1.150 g煅烧,生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2气体,实验后取d中溶液的1/5置于锥形瓶中,用0.01 molL-1标准碘溶液进行滴定,初读数为0.10 mL,末读数如图2所示。完成下列填空:(1)装置c的作用是。(2)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是。(3)滴定时,标准碘溶液所耗体积为mL;用化学方程式表示滴定的原理。(4)该黄铜矿的纯度为。(5)工业上利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液。所选试剂为;证明炉渣中含有FeO的实验现象为。答案(1)除去混合气体中未反应的氧气(2)将装置中的SO2全部排入d中充分吸收(3)20.00I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI(4)8%(5)稀硫酸、KMnO4溶液稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色解析(1)气体通过装置c中铜网,加热条件下和气体中剩余的氧气反应,因此装置c的作用是除去混合气体中未反应的氧气。(2)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物,分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气,目的是将装置中的二氧化硫全部排入d中充分吸收,使结果更加精确。(3)根据滴定管内的液面可判断最终读数是20.10 mL,所以滴定时,标准碘溶液所消耗的体积为20.10 mL-0.10 mL=20.00 mL;反应中碘被SO2还原,反应的化学方程式为I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI。(4)根据硫原子守恒和得失电子守恒找出关系式:CuFeS22SO22I2,消耗掉0.01 molL-1标准碘溶液20.00 mL,即消耗的碘单质的物质的量为:0.01 molL-0.020 0 L=0.000 200 mol,所以黄铜矿的质量是:0.50.000 200 mol184 g/mol5=0.092 g,所以其纯度是:0.092 g1.150 g100%=8.0%。(5)若含有FeO,利用稀酸(非氧化性酸)溶解后生成的亚铁离子具有还原性,而给出的试剂中KMnO4溶液具有强氧化性,亚铁离子可使KMnO4溶液褪色,则选择试剂为稀硫酸、KMnO4溶液。
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