Question

5．某鐵礦廢料可能由Al、Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的幾種物質(zhì)組成．為測(cè)定其組成及鐵元素的含量，取100.0g 樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
已知：向M中滴加KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象； 固體N為單質(zhì)；H₂體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得．請(qǐng)回答：
（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.792L H₂ 的物質(zhì)的量是0.08 mol．
（2）分離X和Y的實(shí)驗(yàn)操作方法是過(guò)濾．
（3）向固體混合物X中加入稀鹽酸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（4）檢驗(yàn)溶液M中金屬陽(yáng)離子的方法：取溶液少許于試管中，向溶液中滴加KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色．
（5）下列說(shuō)法正確的是ac（填字母）．
a．鐵礦廢料中一定含有Al，不一定含有Al₂O₃
b．N與足量稀硝酸反應(yīng)的方程式為：3Fe+8HNO₃═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
c．向M中滴加NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀逐漸變灰綠，最終變成紅褐色沉淀
（6）鐵礦廢料中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.4%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{V}{Vm}$計(jì)算1.792L H₂ 的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)分離固液混合物的操作分析；
（3）X固體中含有Fe、Fe₂O₃，根據(jù)二者與鹽酸的反應(yīng)分析；
（4）根據(jù)（3）的反應(yīng)得出M中金屬陽(yáng)離子為二價(jià)鐵，檢驗(yàn)二價(jià)鐵的方法為：取溶液少許于試管中，向溶液中滴加KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色；
（5）a．根據(jù)樣品與氫氧化鈉反應(yīng)生成氣體，則說(shuō)明一定含鋁，不一定含有Al₂O₃；
b．X固體中含有Fe、Fe₂O₃，加鹽酸反應(yīng)后剩余的固體N為Fe，與足量稀硝酸反應(yīng)生成三價(jià)鐵；
c．溶液M為氯化亞鐵；
（6）設(shè)Fe₂O₃為xmol，F(xiàn)e為ymol，根據(jù)氫氣求出與鹽酸反應(yīng)的Fe，根據(jù)Fe₂O₃求出與Fe³⁺反應(yīng)的Fe，在加上W的質(zhì)量為Fe的質(zhì)量，再加上Fe₂O₃中Fe的質(zhì)量，則為Fe元素的總質(zhì)量，再求出鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）n=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08 mol，故答案為：0.08mol；
（2）X為固體，Y為液體，分離固液混合物的操作為過(guò)濾，故答案為：過(guò)濾；
（3）某鐵礦廢料是由Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂中的幾種物質(zhì)組成，加氫氧化鈉溶液過(guò)濾得到固體X，則X中含有Fe、Fe₂O₃，二者與鹽酸反應(yīng)，F(xiàn)e與HCl反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃與HCl反應(yīng)生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與Fe反應(yīng)生成Fe²⁺，其離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）根據(jù)（3）的反應(yīng)得出M中金屬陽(yáng)離子為二價(jià)鐵，檢驗(yàn)二價(jià)鐵的方法為：取溶液少許于試管中，向溶液中滴加KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色，故答案為：無(wú)明顯現(xiàn)象，加入少量氯水（或通Cl₂）或雙氧水或硝酸溶液變成紅色；
（5）a．因?yàn)闃悠放c氫氧化鈉反應(yīng)生成氣體，又樣品中只有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)無(wú)氣體生成，所以說(shuō)明一定含鋁，不一定含有Al₂O₃，故a正確；
b．X固體中含有Fe、Fe₂O₃，加鹽酸反應(yīng)后剩余的固體N為Fe，與足量稀硝酸反應(yīng)生成三價(jià)鐵，方程式為：Fe+4HNO₃═Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，故b錯(cuò)誤；
c．溶液M為氯化亞鐵，滴加NaOH溶液，產(chǎn)生氫氧化亞鐵的白色沉淀逐漸變灰綠，最終變成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，故c正確；
故答案為：ac；
（6）設(shè)Fe₂O₃為xmol，F(xiàn)e為ymol，n（H₂）=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08 mol，
Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
x     2x
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
0.08mol 0.08mol
2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
2x    x
則160x+56y=27.2g，0.08mol+x+$\frac{1.12}{56}$=y，
解得：x=0.1、y=0.2，
則鐵礦廢料中鐵元素總物質(zhì)的量為n（Fe）=0.1×2+0.2=0.04mol，m（Fe）=0.4mol×56g/mol=22.4g，
所以鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{22.4}{100.0}$×100%=22.4%；
故答案為：22.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的分離操作、離子方程式的書寫、物質(zhì)含量的計(jì)算等，題目側(cè)重于考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力和計(jì)算能力，題目難度中等．