14．(2009年北京理综)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略)：

Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO₄·7H₂O。

Ⅱ.将FeSO₄·7H₂O配制成溶液。

Ⅲ.FeSO₄溶液与稍过量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含FeCO₃的浊液。

Ⅳ.将浊液过滤，用90 ℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO₃固体。

Ⅴ.煅烧FeCO₃，得到Fe₂O₃固体。

已知：NH₄HCO₃在热水中分解。

(1)Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe³⁺，该反应的离子方程式是_________________。

(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用___________________

________________________________________________________________________。

(3)Ⅲ中，生成FeCO₃的离子方程式是___________________________________________

__________________________。若FeCO₃浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是_______________________________________。

(4)Ⅳ中，通过检验SO来判断沉淀是否洗涤干净，检验SO的操作是__________

________________________________________________________________________。

(5)已知煅烧FeCO₃的化学方程式是4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂。现煅烧464.0 kg的FeCO₃，得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe₂O₃的质量是________kg。(摩尔质量/g·mol^－1：FeCO₃ 116　Fe₂O₃ 160　FeO 72)

[解析]　(1)注意配平。

(2)FeSO₄属强酸弱碱盐，Fe²⁺水解，加硫酸显然是为了抑制Fe²⁺的水解。

(3)可分步理解：Fe²⁺+HCO===FeCO₃↓+H⁺，H⁺+HCO===H₂O+CO₂↑。FeCO₃的变化属信息方程式的书写，由Fe(OH)₃的生成确定H₂O、O₂参与反应。

(4)属较常规的设问，平时的实验基础要扎实。

(5)FeCO₃中的铁元素分别转移到Fe₂O₃、FeO中，根据铁元素守恒来解题。设产物中FeO、Fe₂O₃的物质的量分别为x、y，则：72x+106y＝316.8×10³，x+2y＝464.0/116×10³

解得：x＝400 mol，y＝1 800 mol，m(Fe₂O₃)＝1 800 mol×160×10^－3 kg/mol＝288 kg。

[答案]　(1)Fe+2Fe³⁺===3Fe²⁺

(2)加入硫酸，H⁺浓度增大，使Fe²⁺+2H₂OFe(OH)₂+2H⁺的平衡向逆反应方向移动，从而抑制Fe²⁺的水解

(3)Fe²⁺+2HCO===FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O

4FeCO₃+6H₂O+O₂===4Fe(OH)₃+4CO₂

(4)取少量洗涤后的溶液放入试管中，滴加酸化的BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净　

(5)288.0

13．铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题：

(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为_________________________。

(2)由于氧化性Fe³⁺>Cu²⁺，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是____________________。

(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是____________________(用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是________________________________________________________________________。

(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe₃O₄+4CO3Fe+4CO₂，若有1.5 mol Fe₃O₄参加反应，转移电子的物质的量是____________。

(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。

[解析]　(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极发生的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^－===4OH^－。

(2)Fe³⁺氧化Cu而腐蚀印刷电路铜板：2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺。

(3)Fe³⁺水解产生具有吸附作用的Fe(OH)₃胶体而净水：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃(胶体)+3H⁺，在酸性条件下，由于H⁺抑制了Fe³⁺的水解，无法产生Fe(OH)₃胶体，故不能使悬浮物沉降除去。

(4)1 mol Fe₃O₄参与反应时，需4 mol CO，根据4 mol CO可得转移8 mol电子，所以1.5 mol Fe₃O₄参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8 mol＝12 mol。

(5)选项A，地壳中含量最高的金属元素Al元素，而不是Fe元素，由于铁是活泼金属，需通过冶炼方法获得，所以Fe不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且二者没有因果关系。选项B，Fe能与稀H₂SO₄发生置换反应而产生H₂，但在高温条件下，H₂还原性很强，又能还原Fe₂O₃而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，二者无因果关系。选项C，铁是过渡元素的说法正确。选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯净的O₂反应生成Fe₃O₄。

[答案]　(1)O₂+2H₂O+4e^－===4OH^－

(2)2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(3)Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃(胶体)+3H⁺　酸性环境中，H⁺抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体

(4)12 mol　(5)B

12．下图是无机物A-M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一种红棕色气体。

请填写下列空白：

(1)在周期表中，组成单质G的元素位于第________周期第________族。

(2)在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。

(3)在反应②③⑥⑨中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是________(填写序号)。

(4)反应④的离子方程式是__________________________________________。

(5)将化合物D与KNO₃、KOH共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K₂FeO₄(高铁酸钾)，同时还生成KNO₂和H₂O。该反应的化学方程式是____________________________。

[解析]　解推断题的关键是“特殊”“关系”。K是一种可由氧气与L反应而得到的红棕色气体，可推知K是NO₂，继而推出J溶液为硝酸溶液。由FeS₂①O2A②O2B③H2OC的溶液，可推出：A为SO₂，B为SO₃，C为H₂SO₄。由于FeS₂+O₂―→A(SO₂)+D，可知D为Fe的氧化物。由于F⑤NaOHE⑥,D，可推出：E为Fe(OH)₃，D为Fe₂O₃。结合I为第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，可知I为金属铝。2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃，而G与HNO₃生成NO及M溶液，则G为金属铁，H为Al₂O₃，M可能为Fe(NO₃)₂或Fe(NO₃)₃。由于M能与C溶液(H₂SO₄)反应，则M只能为Fe(NO₃)₂。综上所述：A为SO₂，B为SO₃，C为H₂SO₄，D为Fe₂O₃，E为Fe(OH)₃，F的溶液为Fe₂(SO₄)₃与Fe(NO₃)₃的混合溶液，G为Fe，H为Al₂O₃，I为Al，J为HNO₃，K为NO₂，L为NO，M为Fe(NO₃)₂。

[答案]　(1)四(或4)　Ⅷ　(2)1∶2　(3)③

(4)3Fe²⁺+NO+4H⁺===3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

(5)Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O

11．向含有0.8 mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4 g的铁粉，假设反应分为两个阶段。第一阶段为：

Fe+HNO₃―→Fe(NO₃)₃+NO↑+H₂O

(1)写出这两阶段反应的离子方程式。

(2)求这两个阶段反应中，加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式。

(3)在右图中画出溶液中Fe²⁺、NO离子的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图象(横坐标为加入铁粉的物质的量，纵坐标是溶液中离子的物质的量)。

[解析]　0.8 mol HNO₃与0.4 mol Fe粉反应，在第一阶段Fe粉过量，第二阶段必是Fe与Fe³⁺反应。并且第一阶段结束，NO的量不再发生变化。

[答案]　(1)Fe+4H⁺+NO===Fe³⁺+NO↑+2H₂O,2Fe³⁺+Fe===3Fe²⁺

(2)①加入铁粉为0-0.2 mol，为Fe³⁺；②加入铁粉为0.2-0.3 mol，为Fe²⁺和Fe³⁺；③加铁粉n(Fe)≥0.3 mol，为Fe²⁺。

(3)如下图

10．元素X的单质及X与Y形成的化合物能按下图所示的关系发生转化：

下列说法不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　

　(　)

A．X可能是金属

B．X可能是非金属

C．n可以等于2或3

D．XY_m与XY_n的相互转化是可逆反应

[解析]　X元素可以是铁：Fe+2HCl===FeCl₂+H₂↑，2FeCl₂+Cl₂===2FeCl₃、2FeCl₃+Fe===3FeCl₂、2Fe+3Cl₂2FeCl₃，A对；X元素可以是碳：C+H₂O(g)CO+H₂、2CO+O₂2CO₂、CO₂+C2CO、C+O₂CO₂，B对；n可以等于2或3，C对；XY_m与XY_n的相互转化不是可逆反应，D错。

[答案]　D

9．下列物质能通过化合反应直接制得的是

(　)

①FeCl₂　②H₂SO₄　③NH₄NO₃　④HCl

A．只有①②③　　　B．只有②③

C．只有①③④ 　　　　　　　　 　D．全部

[解析]　反应举例：2FeCl₃+Fe===3FeCl₂；SO₃+H₂O===H₂SO₄；NH₃+HNO₃===NH₄NO₃；H₂+Cl₂2HCl。

[答案]　D

8．下列各组物质，不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是

(　)

选项	a	b	c
A	Al2O3	NaAlO2	Al(OH)3
B	NO	NO2	HNO3
C	FeCl2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
D	CH2===CH2	CH2BrCH2Br	CHCH

[解析]　Fe(OH)₃无法一步生成FeCl₂。

[答案]　C

7．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe²⁺、0.2 mol Fe³⁺，加入0.2 mol铁粉，待Fe³⁺完全还原后，溶液中Fe²⁺的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)

(　)

A．0.4 mol·L^－1　 　　　　　　　　 B．0.6 mol·L^－1

C．0.8 mol·L^－1　 　　　　　　　　 D．1.0 mol·L^－1

[解析]　本题主要考查铁及其化合物的性质和有关计算。由反应2Fe³⁺+Fe===3Fe²⁺可知Fe粉过量，0.2 mol Fe³⁺与过量Fe粉作用生成0.3 mol Fe²⁺，故反应后Fe²⁺的总物质的量为0.4 mol，溶液中c(Fe²⁺)＝＝0.8 mol·L^－1。

[答案]　C

6．下列叙述不正确的是

(　)

A．硝酸银溶液通常保存在棕色试剂瓶中，是因为硝酸银见光易分解

B．乙醇的沸点比甲醚(CH₃-O-CH₃)高，主要原因是乙醇分子间能形成氢键

C．反应AgCl+NaBr===AgBr+NaCl能在水溶液中进行，是因为AgBr比AgCl更难溶于水

D．常温下浓硫酸可贮存于铁制或铝制容器中，说明常温下铁和铝与浓硫酸不反应

[答案]　D

5．将一定量的Fe和Fe₂O₃的混合物投入到250 mL 2 mol·L^－1的硝酸溶液中，反应完全后，无固体剩余，生成1.12 L NO气体(标准状况)，再向反应后的溶液中加入1 mol·L^－1的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少为

(　)

A．450 mL 　　　　　　　　 　　　 B．500 mL

C．400 mL　 　　　　　　　　　　　 D．无法确定

[解析]　要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最小，很重要的一点就是加入NaOH溶液后，无论是生成Fe(OH)₂还是Fe(OH)₃沉淀，剩余溶液始终为NaNO₃溶液，注意Na⁺与NO的量的比例关系为1∶1，也就是说NaOH的物质的量与NO的物质的量相等时，使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最小。现在只需求NO的物质的量即可，故由开始加入的HNO₃(物质的量为0.25 L×2 mol/L＝0.5 mol)一部分变成了NO气体(其物质的量为1.12 L/22.4 L/mol＝0.05 mol)剩余部分(其物质的量为0.5 mol－0.05 mol＝0.45 mol)就是最终与Na⁺以1∶1的关系存在于溶液中的部分，即有n(NaOH)＝n(NO)＝0.45 mol，故NaOH溶液的体积为450 mL。

[答案]　A