Question

【題目】從古至今，鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大變化。

（1）古代中國(guó)四大發(fā)明之一的指南針是由天然磁石制成的，其主要成分是______（填字母序號(hào)）。

a．Fe b．FeO c．Fe3O4 d．Fe2O3

（2）硫酸渣的主要化學(xué)成分為：SiO2約45%，F(xiàn)e2O3約40%，Al2O3約10%，MgO約5%。用該廢渣制取藥用輔料——紅氧化鐵的工藝流程如下（部分操作和條件略）：

回答下列問(wèn)題：

①在步驟i中產(chǎn)生的有毒氣體可能有__________________。

②在步驟iii操作中，要除去的離子之一為Al3＋。若常溫時(shí)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－32，此時(shí)理論上將Al3＋沉淀完全（Al3+的濃度為10-5mol/L），則溶液的pH為____________。

③步驟iv中，生成FeCO3的離子方程式是_________________________________。

（3）氯化鐵溶液稱為化學(xué)試劑中的“多面手”，向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入氧化銅粉末會(huì)產(chǎn)生新的沉淀，寫(xiě)出該沉淀的化學(xué)式_________________。請(qǐng)用平衡移動(dòng)的原理，結(jié)合必要的離子方程式，對(duì)此現(xiàn)象作出解釋：___________________________________。

（4）①古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下：

復(fù)分解反應(yīng)ii的離子方程式是________________________________________________。

②如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測(cè)食品中CN－，方案如下：

若試紙變藍(lán)則證明食品中含有CN－，請(qǐng)解釋檢測(cè)時(shí)試紙中FeSO4的作用：___________。

Answer 1

【答案】cCO和SO2等5Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2OFe(OH)3Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+加入CuO與H+反應(yīng)生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動(dòng)，生成Fe(OH)3沉淀3[Fe(CN)6] 4－+ 4Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3↓堿性條件下，F(xiàn)e2+與CN－結(jié)合生成[Fe(CN)6]4－；Fe2+被空氣中O2氧化生成Fe3+；[Fe(CN)6]4－與Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色

【解析】

（1）天然磁石成分為四氧化三鐵；（2）工業(yè)廢渣主要含Fe2O3及少量SiO2、A12O3、MgO等雜質(zhì)，加煤燃燒可生成CO、SO2等有毒氣體，加硫酸后只有二氧化硅不反應(yīng)，過(guò)濾除去二氧化硅，然后調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e3+和Al3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀，而亞鐵離子沒(méi)有轉(zhuǎn)化為沉淀，向?yàn)V液加入碳酸氫銨將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，過(guò)濾得到A為碳酸亞鐵，需要洗滌、干燥，然后加熱得到氧化鐵；（3）Fe3+會(huì)水解產(chǎn)生較多的H+：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO與H+反應(yīng)生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動(dòng)，生成Fe(OH)3沉淀，CuO促進(jìn)鐵離子水解；（4）①鐵離子與[Fe(CN)6]4-反應(yīng)生成Fe4[Fe(CN)6]3沉淀；②若試紙變藍(lán)則證明食品中含有CN-，F(xiàn)e2+與CN-結(jié)合生成[Fe(CN)6]4-；Fe2+被空氣中O2氧化生成Fe3+；[Fe(CN)6]4-與Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色。

（1）古代中國(guó)四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的，磁鐵成分主要是四氧化三鐵；故答案為：c；（2）①由分析可知，“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有CO、SO2等；②常溫時(shí)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32，此時(shí)理論上將Al3+沉淀完全，c（OH-）===10-9，則c（H+）==10-5mol/L，pH=5；③生成FeCO3的離子方程式是：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；（3）因?yàn)?/span>Fe3+會(huì)水解產(chǎn)生較多的H+：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，加入CuO與H+反應(yīng)生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動(dòng)，生成Fe（OH）3沉淀；（4）①?gòu)?fù)分解反應(yīng)ii的離子方程式為：3[Fe（CN）6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe（CN）6]3↓；②基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測(cè)食品中CN-，堿性條件下，Fe2+與CN-結(jié)合生成[Fe（CN）6]4-；Fe2+被空氣中O2氧化生成Fe3+；[Fe（CN）6]4- 與Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙顯藍(lán)色。