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第3章金屬及其化合物（3） 1．鐵及其化合物是中學化學中的一類重要物質，下列關于鐵元素的敘述中正確的是(　A　) A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，說明氧化性：Fe3＋>Fe2＋ B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 C．5.6 g鐵與足量的氯氣反應失去電子為0.2 mol D．硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O 解析 pH＝0的溶液呈強酸性，F(xiàn)e2＋、NO、H＋不能大量共存，B項錯誤；C項，5.6 g鐵與足量的氯氣反應失去0.3 mol 電子，錯誤；D項，電荷和電子得失不守恒，錯誤。 2．以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl36H2O)的工藝流程如圖所示： 下列說法不正確的是(　A　) A．酸溶過程使用的酸也可以是硝酸，且過量 B．為了防止污染，焙燒過程中產(chǎn)生的SO2要回收利用 C．通氯氣的目的是氧化Fe2＋ D．由FeCl36H2O制取無水FeCl3需要在氯化氫的氣流中加熱 解析 若用過量硝酸酸溶，則會引入NO，A項錯誤；SO2是一種污染性氣體，必須回收利用，B項正確；通入Cl2的目的是將Fe2＋全部氧化為Fe3＋，C項正確；為了防止Fe3＋水解，由FeCl36H2O制取無水FeCl3時需要在HCl的氣流中加熱，D項正確。 3．下列中學常見實驗的現(xiàn)象或表述正確的是(　C　) A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯紅色 B．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵 C．檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可 D．往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，溶液顏色由棕黃色變成淺綠色，同時有白色沉淀產(chǎn)生，表明FeCl3具有還原性 解析 過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應最終生成的是Fe2＋，A項錯誤；制備氫氧化亞鐵應避免被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時應把長膠頭滴管的下端插入液面以下且不能攪拌，B項錯誤；D項發(fā)生的反應為SO2＋2H2O＋2FeCl3===H2SO4＋2FeCl2＋2HCl，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，F(xiàn)eCl3作氧化劑，表現(xiàn)氧化性，D項錯誤。 4．利用如圖裝置做鋁熱反應實驗，下列說法不正確的是(　D　) A．該反應的化學方程式是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 B．該反應會產(chǎn)生高溫，發(fā)出強光 C．根據(jù)鋁熱反應的原理，可以冶煉某些金屬 D．若反應中轉移3 mol電子，消耗氧化劑的物質的量是1 mol 5．某同學采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質)制備七水合硫酸亞鐵(FeSO47H2O)，設計了如下流程： 下列說法不正確的是(　D　) A．溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉 B．固體1中一定有SiO2，控制pH是為了使Al3＋轉化為Al(OH)3進入固體2 C．從溶液2得到FeSO47H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解 D．若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結晶分離也可得到FeSO47H2O 解析 流程設計意圖是用硫酸將Fe2O3、Al2O3轉化為硫酸鹽，除去SiO2，然后用鐵粉還原Fe3＋得到硫酸亞鐵，A項正確；固體1為SiO2，分離FeSO4和Al2(SO4)3采用的是調(diào)控pH的方法，使Al3＋轉化為Al(OH)3沉淀而與FeSO4分離，B項正確；Fe2＋容易被氧化，所以在得到FeSO47H2O產(chǎn)品的過程中，要防止其被氧化和分解，C項正確；在溶液1中直接加過量的NaOH得到的是Fe(OH)3沉淀，最終得到的是Fe2(SO4)3，D項不正確。 6．(1)ZnFe2Ox是一種新型納米材料，可將工業(yè)廢氣中的某些元素轉化為游離態(tài)，制取納米ZnFe2Ox和用于除去廢氣的轉化關系為ZnFe2O4ZnFe2Ox。 若上述轉化反應中消耗的n(ZnFe2O4)：n(H2)＝2：1，x的值為__3.5__。請寫出 ZnFe2Ox與NO2反應的化學方程式：__2NO2＋8ZnFe2O3.5N2＋8ZnFe2O4__(x用前一問求出的具體值)。 (2)LiFePO4(難溶于水)材料被視為最有前途的鋰離子電池材料之一。 ①以FePO4(難溶于水)、Li2CO3、單質碳為原料在高溫下制備LiFePO4，該反應還生成一種可燃性氣體，則反應的化學方程式為__2FePO4＋Li2CO3＋2C2LiFePO4＋3CO↑__。 ②磷酸鐵鋰動力電池有幾種類型，其中一種(中間是鋰離子聚合物的隔膜，它把正極與負極隔開)的工作原理為FePO4＋LiLiFePO4。則放電時正極上的電極反應式為__FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4__。 (3)已知25 ℃時Ksp[Fe(OH)3]＝4.010－38，此溫度下若在實驗室中配制100 mL 5 molL－1 FeCl3溶液，為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則至少需要加入__2.5__ mL 2 molL－1的鹽酸(忽略加入鹽酸時溶液體積的變化)。 解析 (1)當反應中n(ZnFe2O4)：n(H2)＝2：1時，依得失電子守恒原理可求出鐵的價態(tài)升高了0.5，由此可求出x＝3.5；ZnFe2O3.5與NO2反應生成N2和ZnFe2O4，其反應的化學方程式為2NO2＋8ZnFe2O3.5N2＋8ZnFe2O4。(2)①可燃性氣體是CO，反應過程中鐵元素由＋3價降低到＋2價，Li2CO3中的碳元素由＋4價降低到＋2價，由此可寫出對應的反應式。②放電時FePO4在正極得電子，正極的電極反應式為FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。(3)若不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則c(Fe3＋)c3(OH－)≤Ksp[Fe(OH)3]，代入有關數(shù)據(jù)后可求出c(OH－)≤210－13 molL－1，c(H＋)≥510－2 molL－1，故至少要加入2.5 mL相應的鹽酸。