1．鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．
（1）高鐵酸鈉（Na2FeO4）是水處理過程中的一種新型凈水劑，工業(yè)上利用NaClO 和NaOH的混合溶液將Fe（OH）3氧化性制備高鐵酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；高鐵酸鈉能用作新型凈水劑的原理是本身具有強(qiáng)氧化性可殺菌消毒，在反應(yīng)中被還原成三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體凈水，F(xiàn)e3++3H2O?Fe（OH）3（膠體）+3H+；（用離子方程式表示）．
（2）氧化鐵紅顏料跟某些油料混合，可以制成防銹油漆．以黃鐵礦為原料制硫酸產(chǎn)生的硫酸渣中含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制備鐵紅（Fe2O3）的過程如下：

①酸溶過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，MgO+H2SO4═MgSO4+H2O；“濾渣A”主要成份的化學(xué)式為SiO2．
②還原過程中加入FeS2的目的是將溶液中的Fe3+還原為Fe2+，而本身被氧化為H2SO4，請寫出該反應(yīng)的離子方程式FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；
③氧化過程中，O2、NaOH與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓．

分析 （1）NaClO和NaOH的混合溶液將Fe（OH）3氧化得到高鐵酸鈉，NaClO和NaOH的混合溶液將Fe（OH）3氧化得到高鐵酸鈉，NaClO本身應(yīng)該被還原為NaCl，結(jié)合質(zhì)量守恒和原子守恒書寫化學(xué)方程式，高鐵酸鈉本身具有強(qiáng)氧化性，還原產(chǎn)物Fe3+可水解得到膠體；
（2）硫酸渣中含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不與酸反應(yīng)的SiO2，加入FeS2將溶液中的Fe3+還原為Fe2+，再加氫氧化鈉和空氣，調(diào)節(jié)溶液的pH主要是使三價(jià)鐵沉淀，而二價(jià)鎂，三價(jià)鋁都不沉淀，最后洗滌、烘干、研磨使氫氧化鐵分解生成氧化鐵，從而得到鐵紅；
①氧化鐵、MgO屬于堿性氧化物，Al2O3是兩性氧化物，都能與酸反應(yīng)生成鹽和水；Fe2O3、Al2O3、MgO都和硫酸反應(yīng)，二氧化硅不和酸反應(yīng)；
②FeS2將溶液中的Fe3+還原為Fe2+，而本身被氧化為H2SO4，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒書寫離子反應(yīng)式并配平；
③NaOH與Fe2+反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵易被氧化．

解答 解：（1）NaClO和NaOH的混合溶液將Fe（OH）3氧化得到高鐵酸鈉，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，高鐵酸鈉本身具有強(qiáng)氧化性可殺菌消毒，在反應(yīng)中被還原成三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體凈水，反應(yīng)離子方程式為：Fe3++3H2O?Fe（OH）3（膠體）+3H+；故答案為：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；本身具有強(qiáng)氧化性可殺菌消毒，在反應(yīng)中被還原成三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體凈水，F(xiàn)e3++3H2O?Fe（OH）3（膠體）+3H+；
（2）①硫酸與氧化鐵反應(yīng)生成硫酸鐵和水，方程式為：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，硫酸與Al2O3反應(yīng)生成硫酸鋁和水，方程式為：Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，硫酸與MgO反應(yīng)生成硫酸鎂和水，方程式為：MgO+H2SO4═MgSO4+H2O，因二氧化硅不與硫酸反應(yīng)，故“濾渣A”主要成份的化學(xué)式為SiO2．
故答案為：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O、Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O、MgO+H2SO4═MgSO4+H2O；SiO2；
②FeS2中S元素的化合價(jià)從-1價(jià)升高到+6價(jià)，2個(gè)S原子轉(zhuǎn)移14個(gè)電子，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)移1個(gè)電子，則二者的計(jì)量數(shù)之比為1：14，根據(jù)S守恒可知SO42-前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，根據(jù)氧守恒可知H20前面化學(xué)計(jì)量數(shù)為8，根據(jù)H守恒可知H+前化學(xué)計(jì)量數(shù)為16，則反應(yīng)的離子方程式為：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+，
故答案為：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；
③Fe2+與OH-反應(yīng)生成4Fe（OH）2，F(xiàn)e（OH）2不穩(wěn)定易被氧氣氧化為Fe（OH）3，用化合價(jià)升價(jià)法配平方程式為4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓，
故答案為：4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓．

點(diǎn)評(píng) 本題通過制備鐵紅，考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法的綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確制備流程及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．甲酸鈣廣泛用于食品、化工、石油等工業(yè)生產(chǎn)上，300～400℃左右分解．
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室制取的方法之一是：Ca（OH）2+2HCHO+H2O2=Ca（HCOO）2+2H2O+H2↑．
實(shí)驗(yàn)室制取時(shí)，將工業(yè)用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～70%的過氧化氫溶液中（投料物質(zhì)的量之比依次為1：2：1.2），最終可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上且重金屬含量極低的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品．
（1）過氧化氫比理論用量稍多，其目的是使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度．
（2）反應(yīng)溫度最好控制在30～70℃之間，溫度不易過高，其主要原因是防止H2O2分解和甲醛揮發(fā)  ．
（3）制備時(shí)在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應(yīng)外，還要加入少量的Na2S溶液，加硫化鈉的目的是除去重金屬離子．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)需強(qiáng)力攪拌45min，其目的是使反應(yīng)物充分接觸，提高產(chǎn)率；結(jié)束后需調(diào)節(jié)溶液的pH 7～8，其目的是防止甲酸鈣水解．最后經(jīng)結(jié)晶分離、干燥得產(chǎn)品．
Ⅱ．某研究性學(xué)習(xí)小組用工業(yè)碳酸鈣（主要成分為CaCO3；雜質(zhì)為：Al2O3、FeCO3） 為原料，先制備無機(jī)鈣鹽，再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣．結(jié)合下圖幾種物質(zhì)的溶解度曲線及表中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol•L-1計(jì)算），現(xiàn)提供的試劑有：a．甲酸鈉，b.5mol•L-1硝酸，c.5mol•L-1鹽酸，d.5mol•L-1硫酸，e.3%H2O2溶液，f．澄清石灰水．
金屬
離子		開始沉淀
的pH		沉淀完全
的pH
Fe3+1.13.2
Al3+3.05.0
Fe2+5.88.8
實(shí)驗(yàn)步驟
步驟1：稱取13.6g甲酸鈉溶于約20mL水，配成溶液待用，并稱取研細(xì)的碳酸鈣樣品10g待用．
步驟2：用稍過量硝酸溶解碳酸鈣樣品．
步驟3：用石灰水調(diào)整溶液pH=5．
步驟4：過濾后，將濾液與甲酸鈉溶液混合，調(diào)整溶液pH 7～8，充分?jǐn)嚢�，所得溶液�?jīng)蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、洗滌、60℃時(shí)干燥得甲酸鈣晶體．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

12．下列關(guān)于物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是（　�。�
A．煙花燃放，五彩繽紛的焰火體現(xiàn)了某些金屬元素的物理性質(zhì)
B．“霧霾天氣”、“溫室效應(yīng)”、“光化學(xué)煙霧”的形成都與氮氧化物無關(guān)
C．淀粉和纖維素都能水解，水解最終產(chǎn)物都為葡萄糖
D．利用CO2合成聚碳酸酯類可降解塑料，實(shí)現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

9．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述不正確的是（　�。�
A．36g鎂在足量的氮?dú)庵型耆紵厕D(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA
B．室溫下，21.0g乙烯和丁烯的混合氣體中含有的C-H共價(jià)鍵數(shù)目為3NA
C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，44.8 L NO與22.4 LO2混合后氣體中分子總數(shù)為3NA
D．1 molNa2O和Na2O2混合物中含有的陰、陽離子總數(shù)是3NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

16．下列敘述正確的是（　�。�
A．NH4Cl是電解質(zhì)，所以NH4Cl溶液是電解質(zhì)
B．Al2O3是兩性氧化物，所以它能溶解于鹽酸也能溶于氨水中
C．用FeCl3溶液制作印刷電路板的原因是Fe3+具有氧化性
D．Fe（OH）3膠體的本質(zhì)特征是能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

6．通過乙醇制取氫氣通常有如下兩條途徑：
a．CH3CH2OH（g）+H2O（g）=4H2（g）+2CO（g）△H1=+256.6kJ•mol-1
b．2CH3CH2OH（g）+O2（g）=6H2（g）+4CO（g）△H2=+27.6kJ•mol-1
則下列說法正確的是（　�。�
A．升高a的反應(yīng)溫度，乙醇的轉(zhuǎn)化率增大
B．由b可知：乙醇的燃燒熱為13.8 kJ•mol-1
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=+485.6 kJ•mol-1
D．制取等量的氫氣，途徑b消耗的能量更多

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

13．某化工廠用軟錳礦（含MnO2及少量Al2O3）和閃鋅礦（含ZnS及少量FeS）聯(lián)合生產(chǎn)Zn、MnO2，其部分生產(chǎn)流程如下：

已知：過濾（Ⅱ）所得濾液是MnSO4、ZnSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3的混合液．相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol•L-1計(jì)算）如下表：
沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Zn（OH）2Mn（OH）2
開始沉淀時(shí)的pH2.74.06.47.7
完全沉淀時(shí)的pH3.75.28.010.4
（1）加熱、浸取時(shí)所加礦石均需粉碎，其目的是加快反應(yīng)（浸�。┧俾剩�
（2）寫出FeS和MnO2和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S↓+3Mn2++6H2O．
（3）試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH以生成Fe（OH）3、Al（OH）3．pH調(diào)節(jié)的范圍是5.2～6.4，試劑X可以選用AC（填選項(xiàng)字母）．
A．MnCO3 B．Na2CO3 C．Zn2（OH）2CO3 D．NH3•H2O
（4）電解（Ⅴ）中陽極的電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+．
（5）Zn和MnO2是制作電池的原料．某鋅-錳堿性電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，其電池總反應(yīng)式為：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）．該電池的正極的電極反應(yīng)式為2MnO2（s）+H2O（l）+2e-=Mn2O3（s）+2OH-．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：多選題

10．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：Na+、NH4+、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-．現(xiàn)取兩份200mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①第一份加足量NaOH溶液，加熱，收集到氣體1.36g；②第二份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀12.54g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為4.66g．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測正確的是（　　）
A．一定不存在Ba2+，NH4+可能存在B．CO32-一定存在
C．Na+一定存在D．一定不存在Cl-

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．氫氣是新型能源和重要化工原料．
已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H2
③H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H2
（1）科學(xué)家提出一種利用天然氣制備氫氣的方法：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H，△H=△H2-△H1-2△H3，這種方法的推廣與使用，不僅實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，而且還能解決環(huán)境問題是減少二氧化碳排放，緩解溫室效應(yīng)．
（2）氨氣是重要化工原料，在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位．
①在恒溫、容積相等的恒容密閉容器中投入一定量氮?dú)�、氫氣，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
實(shí)驗(yàn)測得起始、平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：
容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)反應(yīng)中的能量變化
H2N2NH3
Ⅰ3nn0放出熱量a kJ
Ⅱ3n2n0放出熱量b kJ
Ⅲ6n2n0放出熱量c kJ
下列判斷正確的是BC．
A．N2的轉(zhuǎn)化率：Ⅱ＞I＞Ⅲ
B．放出熱量：a＜b＜92.4n
C．達(dá)到平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)：Ⅲ＞Ⅰ
D．平衡常數(shù)：Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ
②在密閉恒容容器中投入一定量氮?dú)夂蜌錃猓旌蠚怏w中氨氣體積分?jǐn)?shù)和溫度關(guān)系如圖所示：
曲線TJ段變化主要原因是平衡之前，反應(yīng)向生成氨方向進(jìn)行，JL段變化的主要原因是該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡之后，升高溫度，平衡向逆方向移動(dòng)，促進(jìn)氨分解，氨的體積分?jǐn)?shù)減小，氨氣正反應(yīng)速率：T點(diǎn)小于小于L點(diǎn)（填：大于、小于或等于）．
③在2L密閉容器中充入一定量的氨氣，氨氣的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如表所示：
時(shí)間/min0510152025…
NH3/mol21.00.50.250.240.24
在該條件下，前5分鐘H2平均反應(yīng)速率為0.15mol/（L•min）．
④常溫下，在V mL的a mol•L-1稀硫酸溶液中滴加b mol•L-1稀氨水V mL恰好使混合溶液呈中性．此時(shí)，一水合氨的電離常數(shù)Kb=$\frac{2a}{（b-2a）×1{0}^{7}}$（用含a、b代數(shù)式表示）．
（3）氫氣直接作燃料電池的理論輸出電壓為1.2V，能量密度E=$\frac{\frac{1.2V×\frac{1000g}{2g/mol×2×96500C/mol}}{1kg}}{3.6×1{0}^{6}J•k{W}^{-1}•{h}^{-1}}$=32.2kW•h•kg-1（列式計(jì)算，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位．提示：能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW•h=3.6×106J，常用單位為kW•h•kg-1）．

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