Question

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

 

；X與過(guò)量濃硝酸反應(yīng)后溶液中含有的鹽的化學(xué)式為

 

．
（2）某溶液中有Mg²⁺、Fe²⁺、A1³⁺、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

 

；
A．Mg²⁺B．Fe²⁺C．A1³⁺D．Cu²⁺
（3）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢秩屑制備它的流程如下：

回答下列問(wèn)題：
①操作I的名稱(chēng)是

 

，操作II的名稱(chēng)是

 

；操作II的
方法為

 

．
②Na₂CO₃溶液可以除油污，原因是（用離子方程式表示）

 

；
③請(qǐng)完成生成FeCO₃沉淀的離子方程式

 

．
（4）有些同學(xué)認(rèn)為KMnO₄溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測(cè)定
（5Fe²⁺+MnO^-₄+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
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

 

．
②該實(shí)驗(yàn)中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是

 

．
A．稀硝酸B．稀鹽酸C．稀硫酸D．濃硝酸
③某同學(xué)設(shè)計(jì)的下列滴定方式，最合理的是

 

．（夾持部分略去）（填字母序號(hào)）

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

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；濃硝酸具有強(qiáng)氧化性將亞鐵氧化成鐵離子，與過(guò)量濃硝酸反應(yīng)后溶液中含有硝酸鐵和過(guò)量的硝酸；
（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)；
②Na₂CO₃溶液可以除油污，原因是碳酸鈉溶液水解呈堿性；
③過(guò)量的NH₄HCO₃電離產(chǎn)生大量的HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，溶液中的亞鐵離子和大量的碳酸根離子結(jié)成FeCO₃沉淀；
（4）①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；
②酸化KMnO₄溶液的酸本身不能具有還原性，如果有還原要被高錳酸鉀氧化，本身也不能具有強(qiáng)氧化性，所以只能選硫酸；
③酸性溶液或強(qiáng)氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管．

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：B、C；
（3）①由工藝流程可知，操作I是將固體與液體分離，分離溶液和固體雜質(zhì)的操作為過(guò)濾，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)，沉淀在干燥之前須洗滌，沉淀洗滌的方法：向漏斗中加少量蒸餾水至沒(méi)過(guò)沉淀，濾干后重復(fù)操作2～3次，
故答案為：過(guò)濾；洗滌；在漏斗中加入適量蒸餾水，浸沒(méi)過(guò)沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復(fù)數(shù)次；
②Na₂CO₃溶液可以除油污，油污的成份是酯在堿性條件下生成可溶解的鈉鹽和醇，原因是碳酸鈉溶液水解呈堿性，故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
③過(guò)量的NH₄HCO₃電離產(chǎn)生大量的HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，溶液中的亞鐵離子和大量的碳酸根離子結(jié)成FeCO₃沉淀，所以離子方程式為：Fe²⁺+2HCO^-₃═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O，故答案為：Fe²⁺+2HCO₃^-═FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（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，
故答案為：250mL容量瓶；
②酸化KMnO₄溶液的酸本身不能具有還原性，如果有還原要被高錳酸鉀氧化，本身也不能具有強(qiáng)氧化性，所以只能選硫酸，故答案為：硫酸；
③酸性溶液或強(qiáng)氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管，故答案為：b；

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物性質(zhì)、化學(xué)工藝流程、基本操作與方案設(shè)計(jì)、鹽類(lèi)水解、常用化學(xué)用語(yǔ)等，難度中等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合利用，為高考常見(jiàn)題型，注意關(guān)系式法的運(yùn)用．