- 铁的化学性质
- 共19题
由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO组成的混合物中，加入纯铁lmol并在高温下和 Fe2O3反应。若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是
正确答案
解析
略
知识点
下列解释实验事实的方程式不准确的是
A0.1 mol/L CH3COOH溶液的pH＞１：CH3COOH
B“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅：2NO2(g) 
C铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe+8H++2NO3—=3Fe2++2NO↑+4H2O
D向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液溶液变红：CO2-+H2O
正确答案
解析
略
知识点
四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：
回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(无色) ＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色) ＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色) ＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色) ＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是____________。
（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2·n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_______范围。
（3）若把③中制得的固体TiO2·n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10-39,该温度下反应Fe (OH)3＋3H＋
（4）已知：TiO2 (s) ＋2 Cl2 (g)=TiCl4(l) ＋O2(g) △H=+140KJ·mol-1
2C(s) ＋O2(g)=2CO(g) △H=-221KJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_____________。
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_____________（只要求写出一项）。
（6）依据右表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ，可采用_____________方法。
正确答案
见解析。
解析
（1）根据题意给出方程式分析铁屑的作用就是作为还原剂的，即：将Fe3＋还原为Fe2＋，另外浸出液显紫色，说明含有Ti3＋，防止Ti3＋被Fe3＋氧化成TiO2＋。参考答案中“生成Ti3＋保护Fe2＋不被氧化。”有点让人费解，能不能说成“防止Ti3＋被Fe3＋氧化成TiO2＋”或者说“将TiO2＋还原成Ti3＋”。
（2）形成TiO2·n H2O溶胶，说明得到胶体，其分散质颗粒直径大小为10－9~10－ 7m（或1nm—100nm）；
（3）Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH—)＝2.79×10—39，25℃时，c(H+)×c(OH—)＝Kw＝1×10—14；反应Fe (OH)3＋3H＋
（4）涉及盖斯定律计算，比较常规，按要求写出方程式相加即可得出答案：
TiO2(s)＋ 2C(s)＋2Cl2 (g)＝TiCl4(l)＋2CO(g) △H=—81KJ·mol-1
（5）依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处产生了废气，废液，废渣等。
（6）右表信息可以看出，SiCl4，TiCl4两者的沸点相差较大，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4可用蒸馏（或分馏）等方法。
知识点
柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备：FeSO4+Na2CO3=== FeCO3↓+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7 === FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
（1）制备FeCO3时，选用的加料方式是 (填字母)，原因是 。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中
b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
（2）生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是 。
（3）将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是 。②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是 。
（4）最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。
（5）某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 ) 出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应， ，得到FeSO4 溶液， ，得到FeSO4·7H2O 晶体。
正确答案
见解析。
解析
（1）c 避免生成Fe(OH)2沉淀
（2）取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。
（3）①防止+2价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全
（4）降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出
（5）“(过滤，)向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5，过滤”或“过滤，向滤液中滴加过量的NaOH溶液，过滤，充分洗涤固体，向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤”
(滴加稀硫酸酸化，)加热浓缩得到60℃饱和溶液，冷却至0℃结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥
知识点
铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和漓定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol/L的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中，x值：———(列出计算过程)；
（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)：n(C1)=1：2.1，则该洋品中FeCl3的物质的量分数为__________。在实验室中，FeCl2可用铁粉和__________反应制备，FeCl3可用铁粉和__________反应制备；
（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为________________；
（4）高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________________。与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________________，该电池总反应的离子方程式为________________。
正确答案
（1）n(Cl)=0.0250L×0.40 mol∙
（2）10% 盐酸 氯气
（3）
（4）
解析
此题为中档题，前3问这里面就不说了，在计算第一问X值的时候，完全可以把x=2或者x=3代入，这样可以节损时间。第四问也是近几年多次考到的高铁酸钾，有关高铁酸钾的制备与电化学，第四小问考查化学基本功，这里面有很好的区分度，扎实的同学拿满分没问题。第一个方程式多次书写过，第二个方程式，很多同学觉得无法书写，其实首先写大体物质，高铁酸根被还原为Fe3+,然后再写出转移的电子数，根据电荷守衡，因为溶液是碱性的，所以产物只能写成8个OH-,一个Fe3+结合3个OH-生成Fe(OH)3,因为负极反应式为Zn-2e-=Zn2+最后一个方程式只需要综合得失电子守衡就可以得出正确答案。
知识点
下列叙述正确的是
正确答案
解析
本题考查元素化合物的性质、元素周期律的应用等知识，A选项铁与氯气反应时生成FeCl3，与盐酸反应时生成FeCl2；B选项金属钾较活泼能与水反应，生成氢氧化钾而使溶液呈碱性；C选项碱金属元素中，随着原子序数的递增，其对应单质的密度总体趋势是依次增大的，但是钾反常，密度比钠小；根据元素周期律可知，酸性：碳酸<磷酸<硫酸<高氯酸，D选项正确。
知识点
下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是
正确答案
解析
略
知识点
下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
正确答案
解析
本题综合考查化学实验以及元素化合物的相关知识。
A选项，铁粉过量应该生成
知识点
为证明Fe3+具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中，观察到Cu片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO3)3溶液具有酸性，在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”，并设计实验进行探究。已知：
请回答：（1）稀硝酸和Cu反应的化学方程式为_________。
（2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂：0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸（0.5～5.0）、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案：_________。
（3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化，实验记录如下。
①据实验现象写出发生反应的离子方程式：_________。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是_________。
③解释乙同学的实验现象
（4）请你设计更简便可行的实验方案，帮助甲同学达到实验目的：_________。
正确答案
见解析。
解析
（1）3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
（2）测定硝酸铁溶液的pH，再用硝酸钠溶液和稀盐酸配制成与硝酸铁溶液PH相同、硝酸根离子浓度相同的溶液，将铜片加入到该溶液中，观察二者是否反应。
（3）①Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
②Fe3+ 变为Cu2+和Fe2+，水解能力下降
③在此酸性条件下NO3-不能氧化Cu。
（4）将铜片放入0.5mol/L氯化铁溶液中
知识点
29．铁不能与冷水反应，但能与水蒸气反应，某化学兴趣小组为探究铁与水蒸气反应，请你为他们完成实验报告。
实验目的：探究铁与水蒸气的反应
反应原理：( )（用化学反应方程式表示）
实验装置：回答以下问题（加热装置略去）
实验装置改进：兴趣小组同学根据反应原理改进实验装置，
问：试管底部是蘸有水的湿棉花，其作用是( )，
蒸发皿内加入的肥皂液的作用( ) 。
正确答案
实验装置改进：用来产生水蒸气； 证明生成的气体是氢气并验纯。
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
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