Question

【题目】在生活生产中，铁的应用非常广泛。

（一）认识铁元素及含铁物质

（1）人体缺铁会导致_____（选填序号）。

A 佝偻病 B 贫血症 C 甲状腺疾病

（2）铁与铬（Cr）、镍（Ni）等金属熔合可形成“不锈钢”，用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料可制作耐酸防护服材料。以上叙述中不涉及到_____（选填序号）。

A 合金 B 无机非金属材料 C 合成材料 D 复合材料

（3）冬季取暖人们常用到暖宝宝，其热量来源于铁的缓慢氧化。已知暖宝宝的主要成分为铁粉、炭粉和少量氯化钠，暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁，写出反应的化学方程式：_____；氯化钠的作用是_____。

（二）制备硫酸亚铁铵晶体的探究

硫酸亚铁铵晶体（（NH4）aFeb（SO4）c·xH2O）（俗称摩尔盐晶体）是一种重要的化工原料，用途十分广泛。某化学实验小组制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成的流程如下：

资料：硫酸亚铁铵晶体易溶于水，不溶于乙醇；

（4）实验前，先用碳酸钠溶液浸泡废铁屑表面油渍，碳酸钠溶液可除去油渍是因为碳酸钠溶液的pH_____7（填“＞”、“＝”、“＜”）

（5）操作③中使用乙醇汽油洗涤可以快速晾干。这样做的优点是_____；

A 避免用水洗涤所造成的晶体损耗

B 酒精易挥发，可低温晾干晶体

C 防止硫酸亚铁被氧化

（三）硫酸亚铁铵晶体分解的定性探究

硫酸亚铁铵晶体受热分解可得到氧化铁。兴趣小组在科研人员指导下设计实验探究硫酸亚铁铵晶体受热分解的产物。

（6）甲组同学设计了如图1所示实验装置：

①实验中，装置B中观察到的现象是_____；

②装置D中观察到酚酞溶液变红色，由此可知分解的产物中有_____（写化学式）。

（7）乙组同学认为硫酸亚铁铵晶体受热分解的产物中还有SO2、SO3。为进行验证，用甲组实验中的装置A和上图2所示装置连接进行实验。观察到装置E中有白色沉淀生成，证明了有SO3生成，写出该反应的化学方程式_____；而F装置中_____、表明生成了SO2。

（四）硫酸亚铁铵晶体成分的定量探究

（实验步骤）：取3份质量均为7.84g的（NH4）aFeb（SO4）c·xH2O晶体，分别进行实验。①向一份中加入过量的NaOH溶液，充分反应后得到0.68gNH3②向另一份中加入过量的BaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥得到9.32g沉淀③加热第三份晶体使其分解，剩余固体质量与温度的关系如图所示

回答下列问题：

资料：硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只失去结晶水。

（8）实验中加入过量BaCl2溶液的目的_____；

（9）根据实验数据，计算硫酸亚铁铵晶体的化学式_____；写出A点到B点发生反应的化学方程式_____。

Answer 1

【答案】B B 4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3 加速铁粉的锈蚀 ＞ AB 白色固体变成蓝色 NH3 H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl 紫色溶液变成无色 将硫酸根离子全部沉淀 FeSO4（NH4）2SO46H2O（或（NH4）2Fe（SO4）26H2O） FeSO4（NH4）2SO46H2O FeSO4+（NH4）2SO42H2O+4H2O。

【解析】

（1）铁是合成血红蛋白的主要元素，缺乏会患缺铁性贫血；

（2）不锈钢丝属于合金，聚乙烯纤维属于合成材料，耐酸防护服材料属于复合材料；故选B。

（3）根据描述可知该反应的反应物是铁粉与氧气、水，生成物是氢氧化铁，反应的化学方程式表示为：4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3；氯化钠能加速铁粉生锈，更快地放出热量；

（4）碳酸钠溶液可除去油渍是因为碳酸钠溶液显碱性，pH＞7；

（5）硫酸亚铁溶于水不溶于酒精，用A方法洗涤硫酸亚铁晶体损失较多，可用酒精洗涤，酒精易挥发，能得到大量的纯净的硫酸亚铁晶体；故选AB。

（6）硫酸亚铁铵晶体受热时会失去结晶水，白色的无水硫酸铜遇水会生成蓝色的硫酸铜晶体；装置D中观察到酚酞溶液变红色，说明硫酸亚铁铵晶体受热时会分解生成碱性气体，根据质量守恒定律该气体应该是NH3；

（7）装置E中有白色沉淀生成，证明了有SO3生成，说明SO3与水反应生成了硫酸，硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀，反应的化学方程式为：H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl；二氧化硫具有漂白性，可使紫色高锰酸钾溶液褪色；

（8）氯化钡和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀和氯化铁，氯化钡过量就是为了将硫酸根离子全部沉淀；

（9）由工艺流程图知，硫酸亚铁铵晶体可看做是硫酸亚铁、硫酸铵和结晶水按一定比例形成，设该物质的化学式为xFeSO4y（NH4）2SO4zH2O，则
设硫酸亚铁铵晶体中硫酸铵的质量为x；

x=2.64g
设和硫酸铵反应生成硫酸钡沉淀的质量为y

y=4.66g
所以和硫酸亚铁反应产生硫酸钡沉淀的质量为9.32g-4.66g=4.66g；
设和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀的质量为z

z=3.04g
所以硫酸亚铁铵中：

由A→B固体质量减轻的质量就是生成的水的质量，7.84g硫酸亚铁铵晶体中水的质量为7.84g-5.68g=2.16g，，所以，所以x：y：z=1：1：6，故硫酸亚铁铵的化学式为FeSO4（NH4）2SO46H2O（或（NH4）2Fe（SO4）26H2O），加热FeSO4（NH4）2SO46H2O分解得到硫酸亚铁、硫酸铵、和水，化学反应方程式为：FeSO4（NH4）2SO46H2O FeSO4+（NH4）2SO42H2O+4H2O。