Question

1．鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)回答問(wèn)題：
（1）生鐵中含有一種鐵碳化合物X（Fe₃C）．X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過(guò)量鹽酸的溶液中含有的大量陽(yáng)離子是Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺．
（2）某溶液中有Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等四種離子，向其中加入過(guò)量的NaOH溶液后，過(guò)濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過(guò)量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽(yáng)離子是BC；
A．Mg²⁺　  　B．Fe²⁺         C．Al³⁺        D．Cu²⁺
（3）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如圖：回答下列問(wèn)題：
①操作Ⅰ的名稱是過(guò)濾，操作Ⅱ的名稱是洗滌．
②寫(xiě)出在空氣中煅燒FeCO₃的化學(xué)方程式4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
（4）有些同學(xué)認(rèn)為KMnO₄溶液可以測(cè)定亞鐵離子含量（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）．
a．稱取2.850g綠礬（FeSO₄•7H₂O）產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL所配溶液于錐形瓶中；
c．加入20.00mL硫酸酸化的0.01mol/LKMnO₄溶液恰好完全反應(yīng)．
①實(shí)驗(yàn)前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250 mL容量瓶．定容時(shí)俯視刻度線，則c（KMnO₄）偏大（填偏大、偏小或不變）
②計(jì)算上述樣品中FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.975．

Answer 1

分析 （1）Fe₃C在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，Y為Fe₃O₄，與過(guò)量的鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵，溶液有剩余的HCl；
（2）加入過(guò)量的NaOH，Al³⁺轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，Mg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，且氫氧化亞鐵易被氧化，灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵，用過(guò)量的稀鹽酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺；
（3）①由工藝流程可知，操作I是將固體與液體分離，應(yīng)采取過(guò)量的方法；FeCO₃沉淀會(huì)附著其它離子，需要進(jìn)行洗滌，減少雜質(zhì)；
②由工藝流程可知，操作I所得的濾液中主要有硫酸亞鐵，加入碳酸氫銨，實(shí)質(zhì)是亞鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng)，生成FeCO₃，同時(shí)生成二氧化碳、水；
（4）①配制溶液需要容量瓶；定容時(shí)俯視刻度線，體積偏小，結(jié)合c=$\frac{n}{V}$分析；
②根據(jù)5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O計(jì)算．

解答 解：（1）Fe₃C在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，Y為Fe₃O₄，溶于過(guò)量的鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵，溶液有剩余的HCl，溶液中大量存在的陽(yáng)離子是Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺，故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺；
（2）加入過(guò)量的NaOH，Al³⁺轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，Mg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，且氫氧化亞鐵易被氧化，灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵，用過(guò)量的稀鹽酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，與原溶液相比，溶液中大量減少的陽(yáng)離子是Al³⁺、Fe²⁺，
故答案為：BC；
（3）①由工藝流程可知，操作I是將固體與液體分離，應(yīng)采取過(guò)濾的方法；FeCO₃沉淀會(huì)附著其它離子，需要進(jìn)行洗滌，減少雜質(zhì)，
故答案為：過(guò)濾；洗滌；
②在空氣中煅燒FeCO₃的化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂，故答案為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂；
（4）①精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250 mL容量瓶，定容時(shí)俯視刻度線，體積偏小，由c=$\frac{n}{V}$可知，c偏大，故答案為：250mL容量瓶；偏大；
②n（MnO₄^-）=0.01000mol/L×0.02L=2×10^-4mol，則由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O可知n（Fe²⁺）=5×2×10^-4mol=1×10^-3mol，
所以250mL溶液中含有知n（Fe²⁺）=1×10^-2mol，
則m（FeSO₄•7H₂O）=278g/mol×1×10^-2mol=2.780g，
樣品中FeSO₄•7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2.780g}{2.850g}$=0.975，
故答案為：0.975．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)及含量測(cè)定計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握制備流程中的反應(yīng)、混合物分離方法、反應(yīng)中物質(zhì)的量關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．