- 氧化亚铁的物理性质
- 共75题
以下框图中A～M是中学化学常见的物质，其中A、E是金属，F和J为气体单质，其余均为化合物或其溶液，C为淡黄色固体，D为红棕色粉末，M为红褐色固体．
请回答下列问题：
（1）B的化学式______；
（2）19.5gC与足量的水反应转移电子的物质的量为______mol；
（3）若将H溶液加热蒸干、灼烧，最终得到的固体物质的化学式______．
（4）写出①反应的离子方程式______．
（5）写出②、③反应的化学方程式②______，③______．
正确答案
C为淡黄色固体，能与水反应生成G溶液与F气体单质，故C为Na2O2，G为NaOH，F为O2；
D为红棕色粉末，为Fe2O3，M为红褐色固体，为Fe（OH）3，由D
由反应③Fe2O3+金属E
（1）由上述分析可知，B为Al2O3；
故答案为：Al2O3；
（2）C为Na2O2，与水反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，反应中O元素化合价由-1价降低为-2价，由-1升高为0价，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，各占
故答案为：0.25；
（3）FeCl3溶液中存在平衡FeCl3+3H2O⇌Fe（OH）3+3HCl，加热蒸干，HCl挥发，促进水解彻底，生成Fe（OH）3，灼烧Fe（OH）3分解生成Fe2O3与水，故最终得到的固体物质是：Fe2O3；
故答案为：Fe2O3；
（4）反应①是Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2与H2，反应离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑；
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑；
（5）反应②是Fe（OH）2被O2氧化为Fe（OH）3，反应方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
反应③是Al与Fe2O3在高温条件下反应生成Fe与Al2O3，反应方程式为：Fe2O3+2Al
故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；Fe2O3+2Al
现有FeCl3、AlCl3的混合溶液200mL，逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入的NaOH的物质的量的关系如图，请计算出：
（1）FeCl3、AlCl3的物质的量浓度各为多少？
（2）a点沉淀的质量．
正确答案
（1）设n（Al3+）=n（Al（OH）3）=x，则
由Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O
1 1
x （3-2.4）mol
设n（Fe3+）=y，则
Al3++3OH-═Al（OH）3↓
0.6mol 1.8mol
Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓
1 3
y （2.4-1.8）mol
则c（FeCl3）=
答：FeCl3、AlCl3的物质的量浓度各为1mol/L、3mol/L；
（2）由Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓可知，a点的沉淀为Fe（OH）3和Al（OH）3，
则a点沉淀的质量为0.2mol×107g/mol+0.6mol×78g/mol=68.2g，
答：a点沉淀的质量为68.2g．
铁是日常生活中最常见的金屑之一．某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：Fe203在髙温下能否分解为FeO和O2？
问题3：在加热条件下，铁对甲醇的氧化能否起催化作用？
（1）对于问题1，同学们在网上査寻到两种解释：
A．因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金屑．
B．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也为黑色，所以叫黑色金属．
你认为正确的说法是______（填代号）．若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，请设计一个实验方案证明其中有Fe3O4______
（2）对于问题2，同学们准备进行实验探究，设计了两种方案：
A．将Fe2O3放在坩埚中高温灼烧，观察灼烧前后颜色是否变化．
B．将Fe2O3放在坩埚中髙温灼烧，称量灼烧前后质量是否变化．
回答下列问题：
①方案A中，如果高温灼烧后______ （填颜色变化），说明Fe2O3确实发生了变化．能否说明生成的物质一定为FeO？______（填“能“或“否”）；
②方案B中，测得固体灼烧前后质量之比为30：29（假设固体灼烧后完全分解），则髙温灼烧后生成固体物质是______．比较两种方案，你认为较好的方案是______；
（3）对于问题3，同学们设计了如下实验进行探究．回答相关问题：
①实验过程中铁网出现银白色和黑色交替的现象，写出甲醇反应的化学方程式（假设铁网上出现的黑色物为FeO）______；
②甲水浴加热的作用是______；
③反应一段时间后，试管a中收集到的物质可能有______．
正确答案
（1）因氧化铁为红色，四氧化三铁为黑色，则B的说法不正确，即A说法正确，又四氧化三铁为磁性氧化物，能吸引铁，则利用一小块铁片靠近黑色粉末，粉末被吸在铁片上，证明有四氧化三铁，故答案为：A；用一小块铁片靠近黑色粉末，粉末被吸在铁片上，证明有四氧化三铁；
（2）①因为Fe2O3是红棕色的，FeO是黑色的，若方案A成立，那么颜色变化是由红棕色变为黑色，但从颜色并不能正确判断，因为可能生成黑色的Fe3O4，故答案为：红色变为黑色；否；
②若方案B成立，发生2Fe2O3
（3）①铁网出现银白色和黑色交替的现象，则Fe被氧化为FeO，FeO氧化甲醇生成甲醛，本身被还原为铁，高过程交替出现，甲醇反应的化学方程式为2CH3OH+O2
故答案为：2CH3OH+O2
②甲中水浴加热可使甲醇液体受热变为气体进入反应装置，并保证气流平稳，故答案为：使甲醇变为蒸气进入反应装置，并产生平稳气流；
③由2CH3OH+O2
故答案为：HCHO、HCOOH、CH3OH、H2O．
生活中常使用的铝合金中的铝来自于电解熔融氧化铝．用于工业电解的氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿中的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等．工业生产铝锭的工艺流程示意图如下所示：
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
请回答下列问题：
（1）加入盐酸时，氧化铝与盐酸发生反应的离子方程式为______．
（2）步骤②③④中操作的名称为______．
（3）固体A的化学式为______；物质C的化学式为______：溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤______中除去的．
（4）步骤③中调节溶液pH的数值范围为______，步骤④中调节溶液pH的数值范围为______．
（5）步骤⑥中发生反应的化学方程式为______．
正确答案
（1）氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，离子反应方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）分离液态和不溶性固体采用过滤的方法，故答案为：过滤；
（3）二氧化硅和盐酸不反应，所以A固体物质是SiO2，步骤③中加入的物质C中和盐酸，且除去铁离子，应该碱，一般常用NaOH 或Ca（OH）2溶液，步骤④中调节溶液pH，使铝离子完全沉淀，而其它离子不沉淀，所以溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤④中除去的，
故答案为：SiO2；NaOH 或Ca（OH）2；④；
（4）根据表格知，步骤③中要完全除去铁离子，溶液的pH=4.1，pH=4时铝离子开始沉淀，pH=5.2时铝离子完全沉淀，所以要完全除去铁离子，溶液的4.1＜pH＜4.5；
步骤④中要使铝离子完全沉淀，溶液的pH=5.2，亚铁离子开始沉淀溶液的pH=10.4，所以要使铝离子沉淀完全而亚铁离子不产生沉淀，则溶液的5.2＜pH＜10.4，
故答案为：4.1＜pH＜4.5；5.2＜pH＜10.4；
（5）工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝，反应方程式为：2Al2O3
复印机使用的墨粉主要成份是Fe3O4，如图是氧化沉淀法生产Fe3O4的工艺：
已知：①工业绿矾中FeSO4的含量为52.5%，其中的杂质不参与反应；
②Fe（OH）2+2Fe（OH）3→Fe3O4•4H2O
请回答下列问题：
（1）铁的常见氧化物有______；
（2）Fe3O4与盐酸反应的化学方程式是：______，检验反应后的溶液中含Fe3+的方法：______；
（3）在工艺流程中，通入适量空气“氧化”时的化学方程式是：______；
（4）生产中可获得的副产品是______，提取该副产品的操作顺序是：______（填写序号）
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却 d．结晶 e．洗涤
（5）在生产过程中，若工业绿矾的投料速率是12.16kg/h，为使产品较纯，鼓入空气的速率应为______m3/h（假设反应在标准状态下进行，空气中O2占20%）．
正确答案
（1）铁有三种常见的氧化物：FeO、Fe2O3、Fe3O4，故答案为：FeO、Fe2O3、Fe3O4
（2）解此类型题，一是看清题中提供的有效信息，认真分析整合根据化合价写出反应物、生成物的化学式；二是遵循质量守恒定律写出相关的化学方程式，注意配平，配平时，遵循式子两边各元素的原子个数相等的原则反应的方程式为
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，Fe3+与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，所以检验是否含Fe3+离子的方法为：取少量待测液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+，
故答案为：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，取待测液少许于试管中，加入适量的KSCN溶液，若溶液显血红色，则证明含Fe3+．
（3）Fe（OH）2不稳定易被氧气氧化为Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
（4）氢氧化钠和硫酸亚铁溶液反应后生成氢氧化亚铁和硫酸钠，所以副产品是硫酸钠，由硫酸钠溶液变为失去结晶水的硫酸钠的过程为：加热浓缩，冷却，结晶，过滤，洗涤．故答案为：Na2SO4•10H2O（或芒硝，写Na2SO4也可）；bcdae；
（5）鼓入的空气应恰好与FeSO4完全反应，12.16 kg工业绿矾中含FeSO4的物质的量：
设鼓入空气的速率应为Vm3/h
根据：6 FeSO4∽O2∽2 Fe3O4
6mol 22.4L
42mol Vm3×103L/m3×1/5
解得：V=0.784
故答案为：0.784
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