Question

鐵及其化合物之間的相互轉化可用下式表示：
Fe²⁺

①

④

Fe³⁺

②

③

FeO₄^2-（高鐵酸根離子）
回答下列有關問題：
（1）Fe與過量稀硫酸反應可以制取FeSO₄．若用反應所得的酸性溶液，實現(xiàn)上述①的轉化，要求產(chǎn)物純凈，可選用的試劑是

 

（選填序號）．
A．Cl₂          B．Fe          C．HNO₃        D．H₂O₂
（2）上述轉化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝．精礦在陽極浸出的反應比較復雜，其中有一主要反應CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+2S（CuFeS₂中S為-2價），下列說法正確的是

 

（選填序號）．
A．從物質分類的角度看，黃銅礦屬于合金
B．反應中，所有鐵元素均被還原
C．反應中，CuFeS₂ 既作氧化劑又作還原劑
D．當轉移1mol電子時，46g CuFeS₂參加反應
（3）下述反應中，若FeSO₄和O₂的系數(shù)比為2：1，試配平下列方程式：

 

FeSO₄+

 

K₂O₂→

 

K₂FeO₄+

 

K₂O+

 

K₂SO₄+

 

O₂↑
（4）向某稀HNO₃和Fe（NO₃）₃的混合溶液中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生無色氣體，該氣體遇空氣變紅棕色，溶液中Fe²⁺濃度和加入Fe粉的物質的量之間的關系如圖所示．則稀溶液中HNO₃和Fe（NO₃）₃的物質的量濃度之比為

 

．
（5）某同學將鐵與水蒸氣高溫反應后的固體物質溶解在過量鹽酸中，如何判斷所得溶液中是否含有Fe³⁺？

 

．

Answer 1

考點：鐵的化學性質,化學方程式的有關計算

專題：計算題,元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)物質的性質及是否引進雜質確定選項；
（2）根據(jù)合金的定義、化合價的升降、發(fā)生反應的物質與轉移電子之間的關系判斷；
（3）根據(jù)得失電子數(shù)相等配平反應方程式，注意化合價的判斷方法；
（5）混合溶液中加入鐵粉發(fā)生的反應為：3Fe+8HNO₃（�。┄T3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂，由圖象可知，加入2molFe粉時，鐵離子完全反應生成Fe²⁺的物質的量之比為3mol，設混合溶液中有x mol HNO₃，y mol Fe（NO₃）₃，根據(jù)列放出計算；
（5）鐵離子的檢驗加KSCN溶液，觀察溶液是否呈血紅色．

解答： 解：（1）要使產(chǎn)物純凈，必須物質間發(fā)生反應后，沒有雜質生成，則
a、氯氣有氧化性，能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但同時有氯離子生成，所以有雜質生成，故a錯誤；
b、鐵與稀硫酸反應生成二價鐵離子，不能把二價鐵離子轉化為三價鐵離子，故b錯誤；
c、硝酸能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但溶液中還有雜質硝酸根離子，故c錯誤；
d、雙氧水能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，同時有水生成，水是原溶液的成分，所以不是雜質，故d正確；
故答案為：d；    
（2）a、合金是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質，所以黃銅礦不是合金，故a錯誤；
b、CuFeS₂中鐵元素的化合價為+2價，反應物Fe³⁺的化合價為+3價，生成物中Fe²⁺的化合價為+2價，所以不是所有鐵元素均被還原，故b錯誤；
c、CuFeS₂中只有S元素的化合價只有升高，其他元素的化合價不變，所以CuFeS₂只作還原劑，故c錯誤；
d、由CuFeS₂+4Fe³⁺=Cu²⁺+5Fe²⁺+2S可知，184gCuFeS₂反應轉移電子4mol，則轉移1mol電子時，

184g

4

=46g CuFeS₂參加反應，故d正確；                     
故答案為：d；
（3）FeSO₄+K₂O₂→K₂FeO₄+K₂O+K₂SO₄+O₂↑，該反應，F(xiàn)eSO₄中Fe的化合價為+2價，K₂FeO₄中Fe的化合價為+6價，所以一個氯化亞鐵分子失去4個電子；K₂O₂中O的化合價為-1價，O₂中O的化合價為0價，一個K₂O₂分子失去2個電子生成氧氣；K₂O₂中O的化合價為-1價，K₂FeO₄和K₂O中O元素的化合價為-2價，所以一個K₂O₂失去2個電子，該方程式中得失電子的最小公倍數(shù)為6，所以該方程式的計量數(shù)分別為2、6、2、2、2、1，即方程式為2FeSO₄+6K₂O₂=2K₂FeO₄+2K₂O+2K₂SO₄+1O₂↑，
故答案為：2；6；2；2；2；1；
（4）混合溶液中加入鐵粉發(fā)生的反應為：
3Fe+8HNO₃（稀）═3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
2Fe（NO₃）₃+Fe═3Fe（NO₃）₂
由圖象可知，加入2molFe粉時，鐵離子完全反應生成Fe²⁺的物質的量之比為3mol，
設混合溶液中有x mol HNO₃，y mol Fe（NO₃）₃，則

3 8 x+ 1 2 y=2 3 8 x+ 3 2 y=3

，解得x=1，y=4，
故原稀溶液中HNO₃和Fe（NO₃）₃的物質的量濃度之比4：1，故答案為：4：1；
（5）鐵離子的檢驗加KSCN溶液，觀察溶液是否呈血紅色，方法為：取少量溶液于試管中，加入2～3滴KSCN溶液，如溶液呈血紅色，則有Fe³⁺，反之則無，
故答案為：取少量溶液于試管中，加入2～3滴KSCN溶液，如溶液呈血紅色，則有Fe³⁺，反之則無．

點評：本題考查Fe的化學性質及氧化還原反應，涉及氧化還原反應除雜、計算、離子檢驗等，為高頻考點，側重分析能力、計算能力及知識綜合應用能力的考查，題目難度不大．