Question

（16分）Ⅰ．鐵是一種過渡元素，金屬鐵是最常用的金屬之一。請回答下列問題：

（1）生鐵中含有一種鐵碳化合物(Fe3C)，在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體和能使澄清石灰水變渾濁的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，上述反應(yīng)生成的磁性固體與過量濃硝酸反應(yīng)后的溶液中含有的鹽的化學(xué)式為 。

（2）硫酸廠用煅燒黃鐵礦（FeS2）來制取硫酸，實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣（主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2）制備綠礬。利用燒渣制綠礬的過程如下：

①燒渣溶于稀H2SO4過程中，有單質(zhì)硫生成，寫出該反應(yīng)的離子方程式（只寫生成S的反應(yīng)式，其他反應(yīng)無需寫出） 。

②向溶液X中加入足量鐵屑的目的是 。

（3）已知Fe(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp＝1.1×10-36。室溫時(shí)向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)溶液pH=3時(shí)，通過計(jì)算說明Fe3+是否沉淀完全）

（提示：當(dāng)某離子濃度小于10-5 mol?L-1時(shí)可以認(rèn)為該離子沉淀完全了）。

Ⅱ．（1）某溶液中有Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋等離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的金屬陽離子是________；用離子方程式解釋其原因_________________。

（2）在25℃下，向濃度均為0.01 mol?L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀(填化學(xué)式)，生成該沉淀的離子方程式______________（已知25℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11 Ksp[Al(OH)3]=3×10 -34）。

（3）將Mg、Cu組成的1.96g混合物投入過量稀硝酸中，充分反應(yīng)后，固體完全溶解時(shí)收集到還原產(chǎn)物NO氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），向反應(yīng)后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL時(shí)金屬離子恰好完全沉淀。則形成沉淀的質(zhì)量為 g。

 

Answer 1

Ⅰ.（1）FeC3+3O2 Fe3O4+CO2 （2分） Fe(NO3)3 （1分）

（2） ①2Fe3+ + H2S=== 2Fe2+ + S↓ + 2H+ （2分）

②使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+，以制備純凈的綠礬晶體（1分）

（3）計(jì)算得c(Fe3+)=1.1×10-3mol·L-1＞1×10-5mol·L-1,故Fe3+沒有沉淀完全 （2分）

Ⅱ.（1）Al3＋ （1分），Al3＋+4OHˉ＝AlO2ˉ+2H2O （2分）

（2） Al(OH)3 （1分） Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+（2分）

（3）4g（2分）

【解析】

試題分析：I.（1）根據(jù)題意可知Fe3C與氧氣反應(yīng)生成磁性固體是四氧化三鐵和使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，化學(xué)方程式是FeC3+3O2 Fe3O4+CO2；四氧化三鐵與足量的濃硝酸反應(yīng)生成的鹽是Fe(NO3)3；

（2）①燒渣中含有氧化鐵，溶于硫酸后溶液中存在鐵離子，與硫化氫反應(yīng)生成S單質(zhì)，離子方程式為2Fe3+ + H2S=== 2Fe2+ + S↓ + 2H+；

②溶液X是鐵鹽溶液，加入足量的鐵粉，目的是將鐵離子全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，以制備純凈的綠礬晶體；

（3）pH=3時(shí)，c(H＋)=0.001mol/L,則c（OH－）=1×10-11mol/L,根據(jù)Fe(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp＝1.1×10-36，可計(jì)算此時(shí)c(Fe3+)=1.1×10-36/(1×10-11)3=1.1×10-3mol·L-1＞1×10-5mol·L-1,故Fe3+沒有沉淀完全;

II.（1）Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋與氫氧化鈉反應(yīng)均生成沉淀，但生成的氫氧化鋁沉淀又與氫氧化鈉反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉，所以最終離子大量減少的是Al3＋，與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為Al3＋+4OHˉ＝AlO2ˉ+2H2O；

（2）根據(jù)25℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11 Ksp[Al(OH)3]=3×10 -34，可知，等濃度的鎂離子與鋁離子相比，生成氫氧化鋁所需溶液的堿性較弱，所以向濃度均為0.01 mol?L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水時(shí)，先生成Al(OH)3 ；離子方程式為Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+；

（3）設(shè)混合物中Mg、Cu的物質(zhì)的量分別是x、y，根據(jù)得失電子守恒，有

2（x+y）=0.896L/22.4L/mol×3=0.12mol，則x+y=0.06mol，最后生成的沉淀是氫氧化鎂、氫氧化銅沉淀，化學(xué)式中比Mg、Cu多了2（x+y）mol的OH-，所以沉淀的質(zhì)量=1.96g+0.12mol×17g/mol=4g。

考點(diǎn)：考查金屬的化學(xué)性質(zhì)，氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，離子方程式的書寫，沉淀完全的判斷