高中化学竞赛能力提升97Fixed.doc

中学化学竞赛试题资源库铁及氧化物氢氧化物A组 C我国继启动了食盐补碘工程之后，今年又启动了补铁工程。我国补铁工程的载体主要是A 食盐 B 淀粉 C 酱油 D 食油 B1998年6月，我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是A Fe3C B Fe3O4 C Fe2O3 D FeO C最近科学家冶炼出了纯度高达99.999%的铁，估计它不会具有的性质是A 硬度比生铁低 B 在潮湿的空气中放置不易生锈C 与4mol/L盐酸的反应速率比生铁快 D 在冷的浓硫酸中可以钝化 D下列有关纯铁的描述正确的是A 熔点比生铁的低B 与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C 在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D 在冷的浓硫酸中可钝化 B用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气的生成速率加快的是A 加热 B 不用稀硫酸改用98%的浓硫酸C 滴加少量的CuSO4溶液 D 不用铁片改用铁粉 C下列反应中，有单质铁生成的是A CuFeCl3(aq) B NaFeSO4(aq)C AlFe3O4(高温) D AgFeSO4(aq) B、D铁片插入后溶液的质量减少而无气体放出的是A H2SO4 B CuSO4 C FeCl3 D AgNO3 B常温下，能盛放在铁容器中的物质是A 浓盐酸 B 浓硝酸 C 硫酸铜溶液 D 稀硫酸 B铁元素位于周期表的第四周期第族，具有可变价态，下列物质与铁反应后，产物中存在三价铁的是A 硫磺 B 水蒸气 C 稀硫酸 D 硫酸铜溶液 B、D能生成三价铁的是A 铁丝在硫蒸气中燃烧 B Fe(OH)2久置在空气中C 铁与硫酸铜溶液反应 D 铁与过量的稀硝酸反应 D把等量的硫粉与铁粉混合物放在石棉网上加热，则生成物可能有A FeS B Fe2S3 C SO2、Fe2O3 D FeS、SO2、Fe3O4 C下列叙述正确的是A Fe能与稀HNO3作用发生钝化B Cu能还原FeCl3溶液中的Fe3为单质FeC 多数硝酸盐是无色晶体，易溶于水且性质不很稳定D 块状碳酸钙与稀硫酸反应制取二氧化碳 B制取Fe(OH)2并使之能久存，可采取的操作有：加入一些植物油，溶解FeSO4配成溶液，把蒸馏水加热煮沸并密封冷却，加入少量铁屑，加入少量CCl4，向FeSO4溶液中滴入足量氨水，把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。其中必须进行的操作及其正确顺序是A B C D D设下列合金中只有两种元素，质量相同的这些合金中，跟足量的稀硫酸反应，产生的氢气最多的是A 熟铁 B 硅铁 C 普通铁 D 锰铁 D某金属氧化物中含氧30%，该金属为3价，则该金属的原子量为A 39 B 65 C 64 D 56 D取一定量的氧化铜粉未与0.5L稀硫酸完全反应后，将一根50g铁棒插入上述溶液中，至铁棒质量不再变化时，铁棒增重0.24g，并收集到224mL氢气（标况）。由此推知此氧化铜粉末的质量为A 1.92g B 2.4g C 6.4g D 8g A将镁、铝和铁的单质分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后所得溶液的质量仍相等，则投入的三种金属的质量关系为A AlMgFe B MgAlFe C FeMgAl D AlMgFe C在同样条件下，将铁和铝投入质量相等、且为足量的稀硫酸中，反应结束后，两溶液的质量仍然相等，则A 所投入的铁、铝质量相等B 所投入的铁的质量大于铝的质量C 所投入的铝的质量大于铁的质量D 铁、铝产生氢气的质量相等 A把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过渡出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为ag，则原合金中铁的质量分数为A 70% B 52.4% C 47.6% D 30% C有一块铝铁合金，将其溶于足量盐酸中，再加入过量的NaOH溶液，在空气中静置，当红褐色沉淀不再增加时，将沉淀过滤出并灼烧，得到的固体残留物恰好跟原来合金的质量相等，则此合金中铝的百分含量为A 22.2% B 75.5% C 30.0% D 80.6% A常温下取金属钠、铝、铁各ng，加入1mol/L的硫酸VmL，要使铝、铁反应后放出等量的氢气，且比钠反应生成的氢气少，V和n的数值关系是A V1000n/56 B Vn/23 C Vn/56 D V1000n/18 C实验室欲使1.6g氧化铁完全被还原，事先应准备的CO在标准状况下的体积为A 336mL B 672mL C 大于672mL D 小于336mL D足量的一氧化碳气体，通过试管内某灼热的氧化物后，该试管内物质的质量减少27.59%，则该氧化物的化学式为A CuO B MnO2 C Fe2O3 D Fe3O4 D有一种铁的“氧化物”样品，用5mol/L盐酸140mL恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56L氯气，恰好使其中Fe2全部转化成Fe3，该样品可能的化学式是A Fe2O3 B Fe3O4 C Fe4O5 D Fe5O7 D分别用足量CO还原10.37g X和9.66g Y（X、Y均为铁的氧化物），结果都得到7.51g Fe，则X和Y分别为A FeO和Fe3O4 B Fe3O4和Fe2O3 C FeO和Fe2O3 DFe3O4和FeO C有两种铁的氧化物，质量分别是0.4g和0.435g，在加热条件下，分别用足量的一氧化碳还原，把生成的二氧化碳通入过量的澄清石灰水中，都得到0.75g沉淀。则两种氧化物的化学式分别是A FeO和Fe2O3 B FeO和Fe3O4 C Fe2O3和Fe3O4 D Fe3O4和Fe2O3 C火星探测器发回的信息表明，火星上存在针铁矿Goethite，化学式：FeO(OH)和黄钾铁矾Jarosite，从而证明火星表面曾经存在过水。这一发现被人民日报等媒体评为2004世界十大新闻之首。已知两种矿物中铁的价态相同，则黄钾铁矾化学式记为：KFe3(SO4)2(OH)n中n值为A 4 B 5 C 6 D 7 C、D正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及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过H2O。以下叙述正确的是A 铝热剂就是单指Fe2O3粉和铝粉的混合物B 检验红砖中的红色物质是否是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 分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO物质的量之比为323D 明矾属硫酸盐，是纯净物 B为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象描述不正确的是A 装置左侧的液面一定会下降B 左侧液面装置比装置的低C 装置中的铁钉腐蚀最严重D 装置中的铁钉几乎没被腐蚀 2AlFe2O3Al2O32Fe铁及其化合物在生产、生活、国防、科研等方面有着广泛的应用，在野外检修铁轨时，用氧化铁等焊接裂缝，其反应的化学方程式为 。 Fe2O33CO2Fe3CO2 2Fe3Cl22FeCl3 FeSFeS（1）生铁是通过高炉冶炼而得，冶炼过程中一氧化碳还原赤铁矿的化学方程式为 。（2）铁在一定条件下可与多种非金属单质反应，铁与氯气反应的化学方程式为 ，铁与硫反应的化学方程式为 。BADEFBCA （1）HH（2）3Fe4H2OFe3O44H2（3）2Al2OH2H2O2AlO23H2（4）3Fe3O44Al4Al2O39Fe下图中所涉及的A、B、C、D、E、F和G等都是中学化学教材中常见的物质。反应是置换反应，反应均在高温下进行。A在常温下为液态，C有磁性，F既能溶于NaOH又能溶于HCl。（1）A的电子式 （2）写出反应的化学方程式 （3）写出E与浓强碱液反应的离子方程式 （4）C、E的混合物在工业上用钢轨焊接，写出反应的化学方程式 （1）Fe3O48H2Fe3Fe24H2O（2）4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3按下图要求写出下列两个反应方程式，属于离子反应的写出离子方程式：（1）BCD： ；（2）EF： 。 （1）b、c（2）a c（3）利：原料成本较低弊：产生气体对大气有污染（4）a c（5）Fe2O3、BaSO4（6）b、e、d聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3必须先还原为Fe3。实验步骤如下：（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有 。（a） 容量瓶 （b） 烧杯 （c） 烧瓶（2）步骤II取样分析溶液中的Fe2 、Fe3 的含量，目的是 。（a） 控制溶液中Fe2与Fe3 含量比 （b） 确定下一步还原所需铁的量（c） 确定氧化Fe2所需NaClO3的量 （d） 确保铁的氧化物酸溶完全（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：6FeSO4NaClO33H2SO43Fe2(SO4)3NaCl3H2O若改用HNO3氧化，则反应方程式如下：6FeSO42HNO33H2SO43Fe2(SO4)3NO4H2O已知1mol HNO3价格0.16元、1mol NaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊，利是 ，弊是 。聚合硫酸铁溶液中SO42与Fe3 物质的量之比不是32。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42与Fe3物质的量之比 。（4）测定时所需的试剂 。（a） NaOH （b） FeSO4 （c） BaCl2 （d） NaClO3（5）需要测定和的质量（填写化合物的化学式） 。（6）选出测定过程中所需的基本操作（按操作先后顺序列出）。（a） 萃取、分液 （b） 过滤、洗涤 （c） 蒸发、结晶（d） 冷却、称量 （e） 烘干或灼烧 （1）盛浓H2SO4的洗气瓶或装碱石灰的干燥装置。（2）点燃D处酒精灯片刻，再点燃B处酒精灯。（3）A中有红褐色锈斑；B中有黑色物质生成；C中无变化。为了验证铁与氧气在不同条件下的反应情况，设计如图所示（部分铁架台已略去）的实验，D装置是O2发生装置，A为铁在有水存在下与O2反应装置，B为无锈铁片在加热条件下与O2反应装置，C装置是验证在干燥条件下O2与铁反应装置（C装置事先干燥过）请回答下列问题：（1）为了确保C装置按题干所述条件进行反应，还应在D、C之间加装 ；（2）各装置安装及铁片放置完毕后，开始实验，先打开C中的止水夹，其余操作步骤为 ；（3）一段时间后，停止反应，A、B、C中的铁片各有何现象？ 。 （1）关闭a，从球形漏斗口注水，待水从漏斗管上升与容器内的水面形成一段水往差，停止加水，静置片刻如水柱差不下降，证明其气密性良好，可以使用（2）加快氢气产生的速率（3）检验氧气的纯度（4）除去H2中混有的HCl气体 浓硫酸 干燥H2（5）Fe2O33H22Fe3H2O FeOH2FeH2O（6）16（7）防止空气中的H2O蒸气等气体进入E中偏大（8）偏小实验室用下面装置测定FeO和Fe2O3（固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。（1）如何检验装置A的气密性： 。（2）装置A发生的反应有时要向其中加入少量硫酸铜溶液，其目的是 。（3）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b出口处必须 。（4）装置B的作用是 ，装置C中装的液体是 ，所起的作用是 。（5）在气密性完好，并已进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生的化学反应方程式是 。（6）若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为232g，反应完全后U型管的质量增加7.2g，则混合物中Fe2O3的质量为 g。（7）U型管E右边又连接干燥管F的目的是 ，若无干燥管F，测得Fe2O3质量将 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”） ；（8）若反应后得到的残留团体中还有少量FeO，测得的Fe2O3质量将 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”。） （1）普通铁粉 发生水蒸气 起缓冲作用（或防止倒流） H2 （2）无水氯化钙或固体烧碱 6mol/L的盐酸 （3）A、B、F （4）形成微电池，加快H2发生的速度 （5） （6）先检验H2的纯度 点燃氢气在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用图中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验室中必须使用普通铁粉和6mol/L盐酸，其它试剂自选（装置中必要的铁架台、铁圈、铁夹、石棉网、加热设备等在图中均已略去）填写下列空白：（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是 ，烧瓶B的作用是 ；烧瓶C的作用 ；在试管D中收集到的是 。（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是 ；长颈漏斗H中应加入 。（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应的字母） 。（4）烧杯A中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是 。（5）试管E中发生反应的化学方程式是 。（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须 ；E管中的反应开始后，在F出口处应 。 （1）铁屑，Fe2HFe2H2（2）打开，H2（3）关闭活塞E，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应（4）4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3图示装置可用来制取和观察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和6molL1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是 。A中反应的离子方程式是 。（2）实验开始时先应将活塞E （填“打开”“关闭”或“无关系”），C中收集到气体的主要成分是 。（3）简述生成Fe(OH)2的操作过程 。（4）拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式 。 方法一 （1）稀H2SO4 铁屑 （2）煮沸 （3）避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触O2方法二 （1）稀 H2SO4 铁屑 （2）NaOH溶液 （3）检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。 （4）试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入。用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管里加入的试剂是 。（2）在试管里加入的试剂是 。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。 （1） （2） （3） 2.3g Fe3O4 （4）ZnH2SO4ZnSO4H2 4H2Fe3O33Fe4H2O为了推断某种铁的氧化物的化学式，把某些具有一定质量的铁的氧化物样本放入H2流中加热，直至它转变成金属铁为止，称量所生成的每份铁的质量，所得结果见下表。铁的氧化物质量/g1.021.502.062.733.253.95生成铁的质量/g0.751.101.502.002.372.87（1）实验中有如下药品和试剂：纯Zn粒；浓H2SO4；浓盐酸；水；稀HNO3。要使该实验能顺利、有效地进行，最好选用以上药品或试剂的是 （填序号）。（2）画出该反应的核心实验装置图。注：“”或“”表示导气管；表示可加热的密闭反应器；“”表示加热；表示分液漏斗；Y表示长颈漏斗，其他支持装置不必画出。（3）根据以上实验，回答下列问题：绘出生成铁的质量和铁的氧化物质量的关系图。从图上找出要产生1.68g铁所需要的铁的氧化物质量为 。推导出该铁的氧化物的化学式是 。（4）写出该实验中所涉及到的化学方程式。 （1）Fe(OH)3 （2）取少量水样于试管中，滴加数滴NH4SCN或KSCN溶液，若溶液呈血红色，即为井水（有Fe3）；Fe33SCNFe(SCN)3 （3）明矾处理过的水中含有较多量的SO42，故水样中加入少量BaCl2溶液，如产生明显白色浑浊，即为明矾处理过的水；Ba2SO42BaSO4（如检验其它离子因为实验现象不够明显，不是最佳答案）我国南方某些地区的井水取来久置后，井水由澄清透明变成少量棕红色絮状沉淀积于缸底，水面浮着一层“锈皮”，当地居民常采用加明矾的方法处理。（1）井水久置后，水面浮着的一层“锈皮”的主要成分是（写化学式） 。（2）用化学方法鉴别该井水的步骤是 ；离子方程式是 。（3）用化学方法鉴别经明矾处理后的水的步骤是 ；离子方程式是 。 （1）电火花反复引燃后U形管内的汞面右边高 （2）B （3）0.75g （4）9.2cm如右图所示，有直径为3.57cm U形管，内装有汞。烧瓶内装有足量的稀硫酸，它的橡皮塞除导管外还装有两根铂丝，铂丝可上下移动，且下端系有0.28g铁丝。整个装置密闭性好，装置内空气体积为500mL（O2占1/5）。开始反应前，U形管中汞面两边相平。现把铂丝伸下，使铁丝全部浸入稀硫酸中，充分反应后，装置内混合气体体积变化了V1 mL（气体体积均在标准状况下测定）。然后再用电火花反复多次引燃装置内的气体，充分反应后，恢复至标准状况，测得装置内气体的体积与原始空气的体积差为V2 mL（假设反应前后烧瓶中溶液体积不变，V1、V2只取绝对值）。请根据以上内容回答下列问题。（1）电火花反复引燃后，U形管内的汞面哪边高？（2）V1和V2的关系是（ ）A V1V2 B V12V2 C V1V2 D 无法确定（3）若题中其他条件不变，电火花引燃后，要使U形管中汞面左右相平，则铁丝的质量是 。（4）所有条件不变，求原题中电火花引燃前的U形管中汞面的高度差（设为h1） （1）加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃 Fe（2）Fe2O36HCl2FeCl33H2O MgO2HClMgCl2H2O（3）Fe2HFe2H2 Fe2Fe33Fe2（4）c（Mg2）0.67mol，c（Fe2）2.3mol粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol/L盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出 l.12 L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：（1）中引发铝热反应的实验操作是 ，产物中的单质B是 。（2）中所发生的各反应的化学方程式是 。（3）中所发生的各反应的离子方程式是 。（4）若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c（Mg2）为 ，c（Fe2）为 。 （1）CCO22CO （2）FeO和Fe CO2 （3）C和Fe CO （4）1/2n1 （5）2/3将nmol木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混和，隔绝空气加强热。（1）可能发生反应有：FeOCFeCO 2FeOC2FeCO2FeOCOFeCO2 （2）若n1/4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。（3）若n4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。（4）若反应的气体产物是混和物，n的取值范围是 。（5）若反应的气体产物是混和物，且混和物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为 。 90L今有一铁屑和铝屑的混合物110g，其中铝屑的质量分数为49%，试计算该混合物与适量稀硫酸反应能释放出多少升氢气（标准状况）。 a0.1：6.5g a0.1时：如加入的两种金属均参加反应，65.33g；如锌反应完全，铁有余，63a0.2两烧杯中各加入含有0.1molH2SO4的稀硫酸，置于天平的左右托盘上，调节天平达到平衡，向一烧杯中加入amol锌（a0.1及a0.1），则向另一烧杯中应加入多少g铁，反应后天平仍平衡? （1）W(O)%20.45% （2）BaFe2O4（或BaOFe2O3）为测定一种复合氧化物型的磁性粉末材料的组成，称取12.52g样品，将其全部溶于过量稀硝酸后，配成100mL溶液。取其一半，加入过量硫酸钾溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、烘干后得4.66g固体。在余下的50mL溶液中加入少许KSCN， 显红色，如果加入过量的氢氧化钠溶液，则生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20g固体。（1）计算磁性粉末材料中氧元素的质量百分含量。（2）确定该材料的化学式。B组 A、C一种新型的净水剂PAFC聚合氯化铁铝，化学式为AlFe(OH)nCl6nm，n5，m10，广泛用于生活用水的净化和工业废水的净化，有关PAFC的说法正确的是A PAFC用于净化饮用水时，比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小B PAFC中铁显2价C PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物D PAFC在强酸性和强酸性溶液中能稳定存在 Fe2O3FeO、Fe(Fe2O4)四氧化三铁除可用Fe3O4表示外，还可用 、 等合理的化学式表示。 Fe2O3 CO和H2 Fe3O4和FeO在烧制砖瓦时，用粘土做成的坯经过烘干烧后，铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下浇水，窑内会产生大量的 气体，它们把该红色物质还原成黑色的化合物是 ，同时还有未烧完的碳颗粒，而制得青瓦砖。 Fe22Fe38OHFe3O43H2O磁流体是电子材料的新秀，它既具有固体的磁性，又具有液体的流动性，它在化工、机械、环保、医疗等领域具有广泛的应用。据2002年的化学世界杂志报道，制备磁流体的方法是：将FeSO4与Fe2(SO4)3等物质的量混合，再加入稍过量NaOH溶液，随后加入油酸钠溶液，即可生成黑色的磁性物质。最后调节溶液的pH，过滤、水洗、干燥可得磁流体。制备磁流体的离子方程式为 。 7Fe2(SO4)3FeS28H2O15FeSO48H2SO4用Fe2(SO4)3水溶液溶解煤中的FeS2（注：用过的溶液可经简单化学方法处理后转化为Fe2(SO4)3供往复循环使用）。 （1）红褐色（2）缺氧（3）FeS（4）4FeSO42H2OFeS3Fe(OH)22OH氧化铁杆菌在污水、铁管内，能促使污水铁管的腐蚀产物氧化成一种沉淀物。该沉淀物附着在污水的管内壁生成硬壳状的铁瘤。有人取下锈瘤，经分析发现其中的腐蚀产物含有1.52.5的硫化物，每克腐蚀产物中含有1000条硫酸还原菌。请回答下列问题：（1）沉淀物的颜色是 ；（2）硫酸盐还原菌是地球上最古老的微生物之一，这种微生物适宜的生长温度为250300，pH在7.27.5以外，还有 ；（3）锈瘤中的硫化物是 （写化学式）；（4）写出上述反应的离子方程式及化学方程式 ； （1）A：FeS B：FeS2 C：Fe2O3 D：SO2 E：H2SO4 F：FeSO4 G：H2S （2）反应方程式略固体A、B都是由两种相同的元素组成。在A、B中两种元素的原子个数比分别是11和12。将A和B在高温时煅烧，产物都是固体C和气体D。由D最终可制得E（酸），E的溶液和A反应时，生成G（气体）和F（溶液），G通入D的水溶液，有浅黄色沉淀生成。在F中滴入溴水后，加入氢氧化钾溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀加热时又能转变为C，根据上述事实回答：（1）推断AF各为何物质；（2）写出有关反应式（是离子反应的写离子方程式）。 （1）从氧化数考虑：对于Fe1yO，设铁的氧化数为m可得：m(1y)2m322.091将m2.091代入上式即可得到：y0.043（2）从整比Fe2O3部分被Fe还原角度考虑设掺入x摩尔Fe将2x摩尔Fe2O3还原成3x FeO0.1 所以 x0.869由于Fe2O3部分被Fe还原的固溶体可以表示成Fe2xO3，实际上与Fe1yO为同一体系。两式中铁与氧之摩尔比应该相同。故得：将上面已求得的x值代入上式：1y即可得 y0.043（3）从组成固溶体的摩尔含量考虑设Fe1yO中含a摩尔Fe2O3，b摩尔FeO3ab1（氧量） 2a/b0.1（铁相对量） 2ab1y（总铁量）联解此方程组仍可得 y0.043或者从Fe1yO中铁与氧相对比值考虑由于非整比化合物Fe1yO可以看成FeO与Fe2O3的固溶体，根据题意，其中Fe3与Fe2摩尔分数比值为0.1，可表示为下式FeOFe0.1O0.15Fe1.1O1.15 1y1.1/1.15 故 y0.043无机固体化学是一门新兴学科，其教学内容包括固体材料合成、组成和结构、固体热力学和相平衡以及结构与物性表征等。其研究对象为实际固体，而从近代的晶体结构理论和实验的研究结果来看，具有化学整比和非整比的化合物都是普遍存在的，特别是非整比化合物更为普遍。可以认为，非整比化合物是有缺陷的化合物，其缺陷的类型以及偏离整比的量均对晶体材料性质产生很大的影响。对非整比研究得较多的化合物是Fe1yO，该体系可以看成是FeO和Fe2O3的固溶体，y值为偏离整比值。以此为例，从各个不同提示角度考虑当Fe1yO体系中三价铁离子与二价铁离子摩尔分数比值为0.1时求解偏离整比值y。（1）氧化数代数和考虑：（2）从整比Fe2O3部分被Fe还原角度考虑：（3）你还有什么其他解法？（再写出一种方法即可） （1）2FeS27O22H2O2Fe24SO424H （2）4Fe2O26H2O4FeO(OH)8H （3）2.5104许多小溪流经煤矿和金属矿，由于含硫矿床暴露在空气中或暴露到含氧的水中，使这些小溪中的水具有酸性；溪水中含有溶解的铁和硫酸盐，它们的浓度都很高，最常见的含硫矿是黄铁矿（FeS2），其中铁的化合价为2价，当富含铁的溪水和其它水混合时，溶于水的铁以针铁矿FeO(OH)的形式沉淀出来，覆盖小溪的底部，而水仍保持酸性。试回答：（1）写出表明黄铁矿在小溪中被氧化成Fe2和SO42的离子方程式。（2）写出表明Fe2被氧化而生成针铁矿的离子方程式。（3）如果黄铁矿全部转化成FeO(OH)和H，那么要使1L纯水的pH值降到3.0，需要FeS2的物质的量为 mol。 （1）2FeS27O22H2O2Fe24SO42十4H FeS2Fe2S22 4Fe2O24H4Fe32H2O FeS214Fe38H2O15Fe22SO4216H Fe33H2OFe(OH)33H（2）FeS2向Fe(OH)3转化。因水冲洗时，Fe3迅速水解。即促进反应而中止反应。 （3）中是Fe2被氧化，是FeS2中的 S被氧化。显酸性。Fe(OH)3溶解。在开采硫铁矿（FeS2）地区，开采出的矿石暴露在空气和水中，逐渐被氧化。有关的反应可表示如下：（1）请写出反应的（配平的）方程式。（2）如果矿山中水流（或雨水）不断淋洗硫铁矿，总的趋势是什么？为什么？（3）在反应、中，什么物质被氧化？通过硫铁矿的水显酸或碱性？如果反应中途停止（断绝O2供给），但仍有FeS2剩余，将引起什么结果？ （1）（2）2FeS2（s）2H2O（l）7O2（g）2Fe2（aq）4SO42（aq）4H（aq）（3）4Fe2O26H2O4FeO(OH) 8H（4）2.5104mol（5）1.05107g许多小溪流经煤矿和金属矿。由于含硫矿床暴露在空气中或暴侵在含氧的水中，这些小溪变成酸性，溪水中含有溶解的铁和硫酸盐，它们的浓度都很高。最常见的含硫矿是黄铁矿（FeS2），其中铁的氧化态是2，当富含铁的溪水和其它水混合时，溶于水的铁以针铁矿FeO(OH)的形式沉淀出来，覆盖小溪的底部，而水仍保持酸性。（1）画出S22的价键结构，用小黑圆点表示电子，标出全部电子；（2）写出表明黄铁矿在小溪中被氧化而形成Fe（）和硫酸根离子的配平的方程式；（3）写出表明Fe（）离子被氧化而生成FeO(OH)沉淀的配平的化学反应方程式；（4）如果黄铁矿全部转化成FeO(OH)和氢离子，计算需要多少摩尔的FeS2使1.0L纯水的pH降到3.0？（不考虑HSO4的形成）（5）小溪中Fe（）离子的浓度是0.00835mol/L。溪水从一个很小的孔流入一个很大的池塘，流速为20.0L/min，溪水中有75的Fe（）被氧化为Fe（）。池塘中水的pH很高（pH7），因而Fe（）马上沉淀为Fe(OH)3，经老化，变为Fe2O3。计算两年内有多少gFe2O3将在池塘底部沉淀出来。 （1）PbS2O2PbSO4（2）4FeS2十15O214H2O4Fe(OH)38H2SO4（3）可以发生迁移，因氧化生成的CuSO4、ZnSO4均溶于水，故会被水溶解而带走（4）FeS2的氧化产物Fe2(SO4)3易水解呈酸性而使地下水呈酸性，使土壤酸化，生成的Fe(OH)3胶体易使土壤结块，还出现“发红”现象。（5）2Fe2H2O22H2Fe32H2O Fe2(SO4)32H2O2Fe(OH)SO4H2SO42Fe(OH)SO42H2O2Fe2(OH)4SO4H2SO4 Fe(OH)SO42Fe2(OH)4SO4Na2SO42H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12H2SO4（浅黄色）（6）Fe(HPO4)（7）Fe2O33KNO34KOH2K2FeO43KNO22H2O自然界中，许多金属以硫化物矿物形式存在，如ZnS、CuS、PbS、FeS2，当有水存在时，大气中的氧可以缓慢地把硫化物氧化成硫酸盐，上述硫化矿物被氧化为硫酸盐后，铅留在原地成铅矾而存在；铁盐极易水解为难溶的褐铁矿Fe(OH)3留在原地或附近。这样，褐铁矿便成为黄铁矿。FeS2被氧化后的露头，称为“铁帽”，它是寻找许多金属硫化矿物的重要标志。我国古代有一条找铁的经验：“上有赭者，下必有铁。”便符合这一原理。（1）写出形成铅矾的化学方程式。（2）写出形成“铁帽”的化学方程式。（3）氧化后的Cu、Zn矿物是留在原地，还是发生迁移？请说明理由。（4）FeS2矿物的氧化对周围的土壤及地下水有何影响？（5）在生产中，使Fe3水解析出Fe(OH)3沉淀，是除去产品中杂质铁的常用方法。但Fe(OH)3具有胶体性质，沉淀速度慢，分离也困难。现在工业生产中改用加入氧化剂（H2O2）到含Fe2的硫酸盐溶液中，使Fe2全部转化为Fe3，当Ph1.61.8，温度为358K368K时，Fe3水解，水解产物为浅黄色的晶体，俗称黄铁矾。黄铁钒颗粒大，沉淀速度快，容易过滤。请写出氧化剂氧化Fe2离子的化学方程式以及逐步水解铁盐以Fe2(SO4)3为例得黄铁矾的化学方程式。（6）在用I离子来测定Cu2时，Fe3常常产生干扰。如果用PO43掩蔽Fe3会产生什么离子（用化学式表示）？（7）铁能呈高价态，将Fe2O3、KNO3和KOH混合并加热共融，可得紫红色高价铁盐，写出化学方程式。C组 钢样（Fe3C）在加热条件下，溶于稀硝酸，写出化学方程式，标明电子得失情况。 铆钉表面供氧充足，反应迅速发生，生成的Fe2O3xH2O聚集在表面，使反应停止，铁不再被腐蚀。铆钉与钢板重叠部分供氧不足，反应很少发生，保证了的不断进行而持续被腐蚀。关于铁生锈的机理有人提出如下步骤：Fe（固）Fe22e（e表示电子） HeH 4HO2（气）2H2O4Fe2O2（气）（42x）H2O2（Fe2O3xH2O）（固）8H请用上述机理解释：一个柳在钢板上的铆钉，锈蚀较严重的部分不是暴露在空气中的铆钉面，而是在铆钉头与钢板的重叠部分。 （1）Fe（2）Fe3O4 Fe2O3 Fe(CO)5（3）1.261010m（4）赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、铬铁矿等。某金属元素M，其常见化合价是2、3、6；其单质呈银白色，延展性强；密度7.86g/cm3，熔点1535，沸点2750；立方体心晶格；M溶于稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸，但不溶于浓硝酸或冷的浓硫酸；M是一种优良还原剂；含有杂质的M在潮湿空气中能被缓慢腐蚀；在酸雾或含卤素蒸气的湿空气中极易腐蚀；M在150时与干燥空气中的氧不发生作用，灼烧至500则形成氧化物A，温度再高时可形成氧化物B；在570左右与水蒸气作用生成氧化物A和氢；加热时M能同卤素、硫、磷、硅、碳等非金属反应，但同氮不能直接化合；M可缓慢与一氧化碳作用形成化合物C（含28.51%的M）；M有多种矿石；M可由氧化物B用氢气还原制得；M在经济建设中占有重要地位。（1）银白色金属M的元素符号是 。（2）M的氧化物A是 ，B是 ，化合物C是 。（3）M原子子半径是 。（4）列举三种M的重要矿石： （1）FeNaNO25NaOH3Na2FeO2NH3H2O Na2FeO2NaNO25H2O3Na2Fe2O4NH37NaOH Na2FeO2Na2Fe2O42H2OFe3O44NaOH（2）a使用足量NaNO2，促进反应；b控制NaOH的量，使它既能促进反应，又不致抑制反应。枪支火炮钢体的防腐蚀处理，常采用“发蓝”的防护技术，即将钢件放入NaNO2NaOH混合溶液中加热，Fe经历一系列变化，最终转化为致密的Fe3O4，其主要转化过程是：FeNa2FeO2；Na2FeO2NaFe2O4；Na2FeO2Na2Fe2O4Fe3O4。（1）请写出、三步反应的化学方程式（注：反应中N主要还原为3价态）。（2）对如何增厚Fe3O4保护层，提出工艺措施建议，并说明理由。 （1）需在光照下或升温使Cl2游离出Cl原子，为使生成的氯化铁从表面移去，反应温度需足够高。反应的产物是氯化铁。（2）无水FeCl2（3）Fe(H2O)nCl2（n4，6）（4）HFeCl4或H3OFeCl4或H3FeCl6或H3O3FeCl6Fe(CN)3或Fe(CN)3n或Fe(CN)63三（乙醚丙酮）合铁（） （5）氧化铁的水合物 4Fe28HCO3O24FeO(OH)8CO22H2O或4Fe28HCO3O22Fe2O3nH2O8CO2(42n)H2O铁与各种钢有多种用途，在化学工业中可作储罐材料，铁易锈蚀。为在不同的特殊条件下应用它，有必要有铁（）和铁（）化合物的性质的知识。（1）众所周知，铁能跟氯气发生反应，但另一方面，氯又可用钢瓶运输和保存。在不存在第三种反应物时，氯化铁反应的必要条件是什么？该反应的产物是什么？（2）在高温（约973K）下铁和气态氯化氢作用的反应产物是什么？（3）在隔绝空气的条件下令铁跟盐酸作用并蒸发所得溶液至开始结晶，问得到的晶体的组成是什么？（4）在氯化铁（）溶液里加入如下物质，写出生成物的化学式。过量盐酸；氰离子；2，4戊二酮（乙酰丙酮）和氨。（5）水龙头上经常出现锈斑，它由什么组成？是怎样生成的？试用总反应式写出生成过程。 M为Fe，A为Fe(OH)2，B为Fe(OH)3，C为Fe2O3，D为Fe3O4，且为FeCl2，F为FeO42，G为BaFeO4H2O金属M溶于稀盐酸时生成MCl2，其磁偶极矩为5.0Wbm。在无氧操作条件下，MCl2溶液遇NaOH溶液，生成一白色沉淀A。A接触空气就逐渐变成绿色，最后变成棕色沉淀B。灼烧时，B生成了红棕色粉末C，C经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D。B溶于稀盐酸生成溶液E，它使KI溶液氧化成I2，但在加入KI前先加入NaF，则KI将不被E所氧化。若向B的浓NaOH悬浮液中通入Cl2可得到紫红色溶液F，加入BaCl2时就会沉淀出红棕色固体G，G是一种强氧化剂。试确认各字母符号所代表的化合物，并写出反应的化学方程式。 （1）V2O5、Ag2O、PbO皆无未成对电子，故其磁矩为零。CrO2有两个未成对电子，其磁矩为2(22)1/22.83（BM），故CrO2适合作为录音磁带的磁粉原料。（2）自由Fe2有4个未成对电子。Fe2在(NH4)2Fe(SO4)26H2O中以高自旋Fe(H2O)62存在，因此(NH4)2Fe(SO4)26H2O中有4个单电子，其磁矩为4.90（BM）物质的磁性经研究表明，若组成物质的原子或离子有未成对的电子，则该物质具有磁性，未成对电子越多其磁性越强。磁性大小以磁矩衡量，单位以玻尔磁干（BM）表示，并有关系式n(n2)1/2，式中n为化学式中未成对电子数。测定物质的磁性常用(NH4)2Fe(SO4)26H2O作为标准物质。磁性与音响有关，制造录音磁带应选择磁性强的物质作为磁粉原料，试回答：（1）计算V2O5、CrO2、Ag2O、PbO四种离子型氧化物的磁矩，哪种氧化物适合作为录音磁带的磁粉原料？（2）自由Fe2即Fe2（g）有多少未成对电子，(NH4)2Fe(SO4)26H2O（Te2呈八面体配位键）的磁矩为多少？参考答案（97）