Question

鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題：
（1）生鐵中含有一種鐵碳化合物X（Fe₃C）．X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過量鹽酸的溶液中含有的大量陽離子是

Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺

．
（2）某溶液中有Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等四種離子，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，溶液中大量減少的陽離子是

B、C

；
A．Mg²⁺　 B．Fe²⁺C．Al³⁺ D．Cu²⁺
（3）氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如圖1：

回答下列問題：
①操作Ⅰ的名稱是

過濾

，操作Ⅱ的名稱是

洗滌

．
②寫出在空氣中煅燒FeCO₃的化學(xué)方程式

4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂

；
（4）有些同學(xué)認(rèn)為KMnO₄溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測定（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）．
a．稱取2.850g綠礬（FeSO₄?7H₂O）產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液體積的平均值為20.00mL．
①實驗前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需

250 mL容量瓶

．
②某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式（如圖2），最合理的是

b

．（夾持部分略去）（填字母序號）
③計算上述樣品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.975

．

Answer 1

分析：（1）Fe₃C在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，Y為Fe₃O₄，與過量的鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵，溶液有剩余的HCl；
（2）加入過量的NaOH，Al³⁺轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，Mg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，且氫氧化亞鐵易被氧化，灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵，用過量的稀鹽酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺；
（3）①由工藝流程可知，操作I是將固體與液體分離，應(yīng)采取過量的方法；FeCO₃沉淀會附著其它離子，需要進(jìn)行洗滌，減少雜質(zhì)；
②酸性溶液或強(qiáng)氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管；
③根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計算．

解答：解：（1）Fe₃C在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，Y為Fe₃O₄，溶于過量的鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵，溶液有剩余的HCl，溶液中大量存在的陽離子是Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺，故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺；
（2）加入過量的NaOH，Al³⁺轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，Mg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，且氫氧化亞鐵易被氧化，灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵，用過量的稀鹽酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是Al³⁺、Fe²⁺，
故答案為：B、C；
（3）①由工藝流程可知，操作I是將固體與液體分離，應(yīng)采取過量的方法；FeCO₃沉淀會附著其它離子，需要進(jìn)行洗滌，減少雜質(zhì)，
故答案為：過濾；洗滌；
②在空氣中煅燒FeCO₃的化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+4CO₂，故答案為：4FeCO₃+O₂=2Fe₂O₃+4CO₂；
（4）①精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250 mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
②酸性溶液或強(qiáng)氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管，故答案為：b；
③n（MnO₄^-）=0.01000mol/L×0.02L=2×10^-4mol，則由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O可知n（Fe²⁺）=5×2×10^-4mol=1×10^-3mol，
所以250mL溶液中含有知n（Fe²⁺）=1×10^-2mol，
則m（FeSO₄?7H₂O）=278g/mol×1×10^-2mol=2.78g0，
樣品中FeSO₄?7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.780

2.850

=0.975，
故答案為：0.975．

點評：本題考查元素化合物性質(zhì)、化學(xué)工藝流程、基本操作與方案設(shè)計、鹽類水解、常用化學(xué)用語等，難度中等，是對所學(xué)知識的綜合利用，為高考常見題型，注意關(guān)系式法的運用．