铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用。（1）用铁屑与稀硫酸反应...

铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用。

（1）用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO₄

①制备原理用离子方程式表示为________。若要提高FeSO₄生成速率，采取下列措施中正确的是________。

A．使用浓硫酸与铁屑反应

B．使用磨细的铁粉反应

C．控制温度在50～70℃

D．控制温度在80～100℃

②在上述反应过程中，常会伴随发生反应：4Fe²⁺+O₂+4H⁺ 4Fe³⁺+2H₂O

若要减少产品FeSO₄中Fe³⁺的含量，采取下列措施中正确的是________。

A．控制稀硫酸的浓度不能太高

B．用去O₂蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸

C．反应中保持n(Fe)/n(H₂SO₄) >1

D．反应中应经常添加Fe₂（SO₄）₃搅拌

③反应结束后，将溶液进行________、冷却、过滤、洗涤即得FeSO₄·7H₂O晶体。

（2）工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe₂（SO₄）₃

其反应及操作流程如下：

①加入NaHCO₃并搅拌，将混合液pH调控至________范围内，使杂质沉淀过滤除去。

②反应Ⅱ中反应的离子方程式是：________。

③生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是________，气体X与NO配比的比例是________。

（3）用Fe₂（SO₄）₃处理含S^2-污水时，有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生，其反应的离子方程式是________。

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钛被誉为“21世纪的金属”，在工农业生产、医疗、国防、科技等方面中有着极其广泛而重要的用途。四氯化钛是工业上制备金属钛的重要原料。在常温下，它是一种极易水解的无色液体，沸点为136.4℃。工业制备TiCl4的反应原理为：TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO。

下图是实验室模拟工业生产制备四氯化钛的反应装置，其主要操作步骤有（顺序己打乱）:

①连接好整套装置，并检査装置的气密性；

②当锥形瓶中的TiCl4的量不再增加时，停止加热，改通CO2气体直至电炉中的瓷管冷却为止；

③将Ti02、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；

④将电炉升温至800℃，一段时间后改通Cl2，同时在冷凝管中通冷凝水；

⑤通入干燥的CO2气体并持续一段时间。　　

试回答：

（1）仪器F的名称是_______________，装罝A所用的试剂名称是_______________。

（2）正确的操作程序是（填写操作步骤的序号）______________________________。

（3）操作⑤的目的是______________________________。

（4）装置中冷凝管进水口的位置是（填a或b）_______________，装置E的作用_______________。

（5）将少量TiCl4露置于空气中，可能看到的现象是______________________________。

（6）利用化合物TiCl4可制备TiO2，请结合化学用语解释该过程：_______________。

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（15分）铁、铝及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。

Ⅰ．某研究性学习小组对某硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）热分解进行研究。该小组同学称取a g硫酸亚铁晶体样品按下图图1高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置B的质量测出x的值。

（1）装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6 g，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有　　　　　 　　 。

（2）实验中要持续通入氮气，否则测出的x会　　　　 　 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（3）硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中还残留红棕色固体Fe2O3。

（4）从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一种物质SO3，写出FeSO4分解的化学方程式　　　　　　　　　　　　　 　　 。

（5）某研究所利用SDTQ 600热分析仪对硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量-分解温度的关系图如上图图2。根据两种热分解实验的有关数据，可计算出FeSO4•xH2O中的x=　　 　　　　 　 。

Ⅱ．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。

①检验滤液B中是否还含有铁元素的操作方法为：　　　　　　 　　　　　　　　 。

②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为　　 　　　 　　 （填选项编号）。

a．氢氧化钠溶液　　　　 b．硫酸溶液　　　　 c．氨水　　 　　 d．二氧化碳

③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：

边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、　　　　　　　　 （填操作名称）、过滤、洗涤。

（2）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为　　　 　　 　 （填选项编号）。

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（14分）FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域，以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：

(1)铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟，操作目的是_____，浸泡后，用____（填操作方法）分离并洗涤铁屑。

(2)操作a为_______________。

(3)最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；

②____________________。

(4) FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分，实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。

I．方案一：可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时，所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒，还有___________（填仪器名称）。在配制过程中，下列说法正确的是____________（填序号字母）。

A.KMnO4溶于水不放热，可以直接在容量瓶中溶解

B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验

C.定容后摇匀，凹液面低于刻度线，再加水至凹液面最低点与刻度线相平

D.如果定容时加水超过刻度线必须毓配制

II．方案二：将FeSO4·7H2O最终转化为Fe2O3，测定质量变化，操作流程如下：

①步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、______、冷却、称量。

②假设实验过程中Fe无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量______g（用含a的代数式表示）。

③若步骤③加入X溶液的量不足，则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______（填“偏大，’．“偏小”或“不变”）。

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（19分）FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域，实验室制备FeSO4·7H2O的流程如下：

（1）铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟，操作目的是_________。

（2）最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②_____________________。

（3）FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分，实验室用KMnO4溶液通过氧化还原滴定测定某补血剂（1.500 g）中铁元素的含量。

①配制100 mL 1.200 × 10 —2 mol·L—1的KMnO4溶液时，将溶解后的溶液转移至容量瓶中的操作方法是__________________________；

②实验中的KMnO4溶液需要酸化，可用于酸化的酸是_________________。

a.稀硝酸　 　　　　　 b.稀盐酸　 　　　　　　 c.稀硫酸　　 　　　　　　 d.浓硝酸

KMnO4溶液应盛装在__________滴定管中。滴定到终点时的现象为_____________________。滴定完毕，三次实验记录KMnO4标准溶液的读数如下。

该补血剂中铁元素的质量分数为_____________________。

（4）某实验小组用久置的FeSO4溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)2，实验后没有得到预期的白色沉淀，于是采用下列试剂（已煮沸除氧）和装置进行实验：

实验开始打开止水夹C，目的是_______________________。一段时间后，关闭止水夹C， B中观察到的现象是______________________。B中发生反应的离子方程式是___________________。

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FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域，实验室制备FeSO4·7H2O的流程如下：

（1）铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟，操作目的是_________。

（2）最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②_____________________。

（3）FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分，将1.5 g某补血剂预处理，配成100mL溶液。实验室用KMnO4溶液通过氧化还原滴定测定该补血剂（1.5 g）中铁元素的含量，①配制100 mL 1.200 × 10 —2 mol·L—1的KMnO4溶液时，将溶解后的溶液转移至容量瓶中的操作方法是__________________________；

②实验中的KMnO4溶液需要酸化，可用于酸化的酸是_________________。

a． 稀硝酸　　 b.稀盐酸　　 c．稀硫酸　　 d．浓硝酸

KMnO4溶液应盛装在__________滴定管中。滴定到终点时的现象为____________。

③滴定完毕，三次实验记录KMnO4标准溶液的读数如下。

该补血剂中铁元素的质量分数为_____________________。

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（16分）工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产硫酸亚铁溶液，进而可制备绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵［(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O］(俗称莫尔盐)等重要试剂。生产硫酸亚铁溶液的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）加入少量NaHCO3，调节溶液pH的目的是__________________________。

（2）硫酸亚铁溶液在空气中久置容易变质，用离子方程式表示其变质的原因：_____。

（3）若向所得FeSO4溶液中加入少量3 moL• L-1　 H2SO4溶液，再加入饱和(NH4)2SO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后得到硫酸亚铁铵晶体［(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O］(俗称莫尔盐)。硫酸亚铁铵较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。现取0.352g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40.00 mL0.150 mol•L-1 KMnO4溶液处理，发生反应如下：

8MnO4－＋5Cu2S＋44H＋＝10Cu2＋＋5SO2↑＋8Mn2＋＋22H2O

6MnO4－＋5CuS＋28H＋＝5Cu2＋＋5SO2↑＋6Mn2＋＋14H2O

反应后煮沸溶液，剩余的KMnO4恰好与50.00mL 0.200 mol•L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。

①配平离子方程式： MnO4－＋ Fe2＋＋ H＋—— Mn2＋＋ Fe3+＋ H2O

②Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用0.150 mol•L-1 KMnO4溶液处理后，溶液需煮沸的原因是：_______________________________________________。

③实验室配制500mL 3 moL• L-1　 H2SO4溶液，需要质量分数为98%，密度为1.84g• mL-1硫酸的体积为__________ mL。（保留1位小数）

④试计算混合物中CuS的质量分数（写出计算过程）。　

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铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。

（1）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比，大大降低了污水处理后水的浑浊度，显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度，反而使二者的浓度降低，原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物，进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知：Ksp(Fe(OH)3＝4.0×10－38，则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为　　　 mol·L－1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式　　　　 　　 　　 。

（3）新型纳米材料ZnFe2Ox，可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图：

用ZnFe2Ox除去SO2的过程中，氧化剂是　　　　　　　　　 。(填化学式)

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。先通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2HCO＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；电解过程中阴极区溶液的pH　　　　　 (填“变大”、“变小”或“不变”)。

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铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。

（1）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比，大大降低了污水处理后水的浑浊度，显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度，反而使二者的浓度降低，原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物，进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知：Ksp(Fe(OH)3＝4.0×10－38，则沉淀过滤后溶液中c(Fe3＋)约为　　　 mol·L－1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　 。

（3）新型纳米材料ZnFe2Ox，可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图：

①用ZnFe2Ox除去SO2的过程中，氧化剂是　　　　　　　　　 。

②用ZnFe2Ox除去NO2的过程中，若x＝3，则消除1 mol NO2，需要ZnFe2Ox的质量为　　　　　　　　　 g。

③用ZnFe2O4制取ZnFe2Ox的过程中，若x＝3.5，则ZnFe2O4与H2反应的物质的量之比为　　　　　　　　 。

（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2HCO＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；电解过程中阴极区溶液的pH　　　　　 (填“变大”、“变小”或“不变”)。

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铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

（1）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：

①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____、____。

②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式__________________；

③煅烧如果不充分，产品中将有Fe2+存在，试设计实验检验产品中有无Fe2+______。

（2）有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。称取2.850g绿矾（FeSO4·7H2O）产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。

①写出酸性KMnO4溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式_________________________

②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为__________________[已知M(FeSO4·7H2O)=278g/mol]

③滴定达到终点时锥形瓶中溶液颜色变化为______________________________

④下列操作会导致样品中FeSO4·7H2O的质量分数的测定结果偏高的有_____________。

a．未干燥锥形瓶

b．盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗

c． 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

d．量取待测液，视线注视刻度时开始平视、结束俯视

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