- 氧化亚铁的物理性质
- 共75题
钛（Ti）具有高强度和耐酸腐蚀性，是重要的工业原料．以金红石（主要成分为TiO2，含少量Fe2O3、SiO2）为原料可制取Ti．工业流程如下：
（1）粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等，它们的部分性质如下：
从粗TiCl4中精制TiCl4的方法是______ A．用水溶解后，重结晶 B．蒸馏 C．用乙醚萃取后，分液
（2）写出金红石高温反应制取TiCl4的化学方程式______．
（3）写出电解熔融NaCl的化学方程式______；阴极产物是______．
（4）粗钛产品粉碎后要用盐酸浸洗．其主要目的是______．
（5）Ti可溶解在浓HF溶液中，请完成下列离子方程式．______Ti+______HF-______TiF62-+______+______H2↑
正确答案
（1）粗TiCl4中加热易气化，与固体混合物可用分馏的方法分离，由表中数据可知，TiCl4在水中强烈水解，易变质，且易溶于乙醚中，不能分离，只能用蒸馏的方法分离，
故答案为：B；
（2）由流程图可知，反应为TiO2、C和Cl2，生成物为TiCl4和CO，则反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2
故答案为：TiO2+2C+2Cl2
（3）电解氯化钠生成金属钠和氯气，方程式为2NaCl （熔融）
故答案为：2NaCl （熔融）
（4）粗钛产品中剩余的少量钠，加入盐酸和除去，并且Cl-浓度增大，有利于NaCl晶体析出，
故答案为：除去粗钛产品中剩余的少量钠，促进NaCl晶体析出（Cl-同离子效应）；
（5）反应前后Ti的化合价由0价升高为+4价，HF中H元素的化合价由+1价降低到0价，则有Ti～2H2，
则有1Ti+6HF=1TiF62-+2H++2H2↑，
故答案为：1；6；1；2；2．
向一定量的Fe．FeO．Fe2O3 的混合物中，加入100mL 1mol．L-1 的盐酸恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）的气体，所得溶液中加入KSCN 溶液，无血红色出现．若用足量的CO 在高温下还原相同质量的混合物，能得到的质量是多少？
正确答案
用盐酸溶解后，得到的产物加KSCN 溶液，无血红色出现，说明得到的产物是氯化亚铁，即混合物中的铁元素全在氯化亚铁中．用足量的CO 在高温下还原相同质量的混合物 得到的铁和加入盐酸生成的氯化亚铁中的铁相等．盐酸的物质的量为：1mol．L-1×0.1L═0.1mol，根据氯元素守恒，则n（Fe）═n（FeCl2）═n（HCl）/2═0.05mol，m（Fe）═0.5mol×56g/mol═2.8g，即能得到铁的质量为2.8g．
答：若用足量的CO 在高温下还原相同质量的混合物，能得到的质量是2.8g．
化学学习小组为测定“阳光”牌小包装中Fe粉和活性炭质量之比进行了以下探究：
查阅资料：“阳光”牌小包装“脱氧剂”成份为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水．
实验步骤：
步骤一：取某食品包装袋中的“阳光”牌“脱氧剂”一袋，将里面的固体倒在滤纸上，仔细观察，固体为灰黑色粉末，夹杂着一些红棕色粉末．
步骤二：将步骤一中的固体溶于水，过滤，将滤渣洗涤、干燥，以除去“脱氧剂”中NaCl和水；
步骤三：取步骤二中的滤渣，将其分为两等份，每一份质量为16.0g．将其中一份在氧气流中充分灼烧，生成的气体全部通入足量得澄清石灰水，得到干燥、纯净的沉淀20.0 g．
步骤四：将步骤三中的另一份滤渣放入烧杯中，加入一定体积足量的稀H2SO4，微热至反应完全．
步骤五：向步骤四的混合物中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤后得固体，经洗涤后转移到坩埚中充分加热，冷却、称量，得到固体质量仍为16g．
请回答下列问题：
（1）由步骤一可知，上述“脱氧剂”中的红棕色物质为______（填化学式）；
（2）由步骤三可知，16.0 g滤渣中活性炭的质量为______g；
（3）综上实验所知：该“脱氧剂”中未被氧化的Fe粉和活性炭质量之比为______；
（4）该“脱氧剂”中，铁已被氧化的百分率为______．
正确答案
（1）在金属铁的氧化物中，只有氧化铁是红棕色的固体，所以“脱氧剂”中的红棕色物质为Fe2O3，故答案为：Fe2O3；
（2）由步骤三结合碳元素守恒，得到干燥、纯净的沉淀20.0g即为碳酸钙的总质量，设碳单质的质量为x，则
C～CO2～CaCO3，
12 100
x 20g
解得x=2.4g，所以16.0g滤渣中活性炭的质量为2.4g，故答案为：2.4g；
（3）根据实验，向金属铁以及氧化铁的混合物中加入一定体积足量的稀H2SO4，微热至反应完全．再加入过量的氢氧化钠溶液，过滤后会得固体氢氧化铁，经洗涤后转移到坩埚中充分加热，冷却、称量，得到固体氧化铁质量为16g即为0.1mol，则根据铁元素守恒，设金属铁的物质的量为m，氧化铁的物质的量为n，
则
解得m=0.1mol，n=0.05mol，
则未被氧化的Fe粉的质量为0.1mol×56g/mol=5.6g，和活性炭质量之比为5.6g：2.4g=7：3，故答案为：7：3；
（4）根据氧化铁是金属铁氧化来的关系，则2Fe～Fe2O3，所以氧化生成0.05mol的氧化铁，需要0.1mol的金属铁被氧化，铁已被氧化的百分率为
小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”．
（1）实验前小明预测说：Fe2+肯定既有还原性又有氧化性．你认为他预测的依据是：______．
（2）小明欲用实验证明他的预测．实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol•L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水．
①若小明计划在0.1mol•L-1FeCl2溶液滴入新制氯水，探究Fe2+的还原性，你预计可能发生的反应是：______写离子方程式），可能观察到的现象是：溶液由浅绿色变为______ 色．
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据．你认为可选______（填名称）滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现______色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的．
③对于证明Fe2+具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小．由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为：______．
（3）小明分析H2O2中氧元素显-1价（中间价），并提出疑问：H2O2与FeCl2的反应时，Fe2+还作氧化剂吗？
①请你为小明梳理相关问题：若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成______（填微粒符号，下同），若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成______．
②实际上Fe2+的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质．除杂的方法是：______，相关反应的离子方程式：______．
正确答案
（1）元素化合价处于最高价只具有氧化性，处于最低价只具有还原性，处于中间价态既可以升高也可以降低，既具有氧化性又具有还原性；故答案为：因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低；
（2）①在0.1mol•L-1FeCl2溶液滴入新制氯水，氯气具有强氧化性能源和亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；溶液颜色从浅绿色变为黄色；
故答案为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；黄；
②通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据．需要的试剂为硫氰酸钾溶液，发生反应，Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，溶液变血红色，故答案为：硫氰酸钾溶液；红色；
③金属单质都具有还原性，分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小，发生反应Zn+Fe2+=Fe+Zn2+；氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，锌的还原性大于铁，铁大于铜，故答案为：Zn Fe Cu；
（3）①若Fe2+在反应中表现出氧化性，化合价降低做氧化剂，只能降到0价为金属铁，若Fe2+在反应中表现出还原性，铁元素化合价升高为三价，应转化成三价铁离子；
故答案为：Fe，Fe3+；
②实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质，为反之亚铁离子的氧化，需要加入还原铁粉，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+；避免亚铁离子的氧化，故答案为：加入适量铁粉，2Fe3++Fe=3Fe2+；
在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4制备Fe（OH）2白色沉淀．
①在试管Ⅰ里加入的试剂是______．
②在试管Ⅱ里加入的试剂是______．
③为了制得Fe（OH）2白色沉淀，正确的操作顺序是______（填下列序号）
A．打开止水夹 B．检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度
C．夹紧止水夹 D．在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子
④写出此过程中涉及到的化学方程式______．
正确答案
①铁与硫酸反应生成氢气，关闭止水夹，会使装置Ι中压强变大，使Ι中的药品进入Ⅱ中，与Ⅱ中的药品反应得到氢氧化亚铁，所以在试管I里加入试剂稀H2SO4、铁屑，获得硫酸亚铁溶液，故答案为：稀H2SO4、铁屑；
②试管I里加入试剂稀H2SO4、铁屑，获得硫酸亚铁溶液，并能产生氢气，当氢气使装置Ι中压强变大，使Ι中的药品硫酸亚铁进入Ⅱ中，与Ⅱ中的药品氢氧化钠反应得到氢氧化亚铁，故答案为：NaOH溶液；
③此题涉及气体生成与检验，所以要检查装置的气密性，检查完毕在装置中加入试剂并塞上塞子，打开止水夹，Ⅰ中生成氢气进入装置Ⅱ，要检验装置Ⅱ中空气是否排尽，要在装置Ⅱ导管口检验气体的纯度，待气体纯净，关闭止水夹，Ⅰ中气压增大，使Ι中的药品进入Ⅱ中，与Ⅱ中的药品反应得到氢氧化亚铁，故答案为：DABC；
④由于铁与硫酸反应生成了硫酸亚铁，可能还有没反应的硫酸；氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，硫酸与氢氧化亚铁反应生成硫酸亚铁和水，故答案为：FeSO4+2NaOH═Fe（OH）2↓+Na2SO4（必写），H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O（或H2SO4+Fe（OH）2═FeSO4+2H2O）．
扫码查看完整答案与解析