1、1(2015河南八市模拟)铁是目前人类使用量最大的金属，它能形成多种化合物。(1)取5.6 g的生铁与足量的稀硫酸混合反应，无论怎样进行实验，最终收集了的气体体积均小于2.24 L(标准状况)，最主要的原因是_；所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色，试用离子方程式解释这一变化的原因：_。(2)ZnFe2Ox是一种新型纳米材料，可将工业废气中的某些元素转化为游离态，制取纳米ZnFe2Ox和用于除去废气的转化关系如图ZnFe2O4ZnFe2Ox。若上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4)n(H2)21，x的值为_。请写出 ZnFe2Ox与NO2反应的化学方程式：_(x用前一问求出的具体值)。
2、(3)LiFePO4(难溶干水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。以 FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4，该反应还生成一种可燃性气体，则反应方程式为_。磷酸铁锂动力电池有几种类型，其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开)工作原理为FePO4LiLiFePO4。则放电时正极上的电极反应式为_。(4)已知25 时KspFe(OH3)4.01038，此温度下若在实验室中配制5 molL1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入_ mL 2 molL1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。2铁及其化合物在生产和生
3、活中有广泛的应用。(1)铁元素在元素周期表中的位置为_。(2)等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应，产生相同条件下的气体体积比为_；铁在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为_。(3)碱式硫酸铁Fe(OH)SO4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe3Fe2Al3开始沉淀(pH)2.37.53.4完全沉淀(pH)3.29.74.4加入少量NaHCO3的目的是调节pH，应控制pH的范围为_。碱式硫酸铁溶于
4、水后产生的Fe(OH)2，可部分水解生成聚合离子Fe2(OH)42。该水解反应的离子方程式为_。(4)高铁酸钾(K2FeO4)也是常用的水处理剂。它的制备方法有多种。熔融法又称为过氧化钠氧化法。先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠：Fe3Na2O2=Na2FeO42Na2O，再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里，发生反应：2KOHNa2FeO4=K2FeO42NaOH，请根据复分解反应原理分析该反应发生的原因：_。电解法制备高铁酸钾。铁和石墨分别做两个电极的电极材料，氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备。阴极的电极材料为_，写出阳极的电极反应式为_。3(2015连云港二调)A、B、C、D、E是中学常见的5
5、种化合物，A、B是氧化物，元素X、Y的单质是生活中常见的活泼金属，相关物质间的关系如下图所示。(1)X的单质与A反应的化学方程式是_。(2)若试剂1是NaOH溶液，B物质的用途为_。(3)若试剂1是NaOH溶液，试剂2为盐酸，则将D的饱和溶液滴加到沸水中加热至溶液为红褐色时发生的离子反应方程式为_。(4)若试剂1和试剂2均是稀硫酸：将物质C溶于水，其溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)_ _。某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的。工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠为原料来制备Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应的化学方程式是_。4(2015大连20中上学期初考试)实验室用下面装置测定F
6、eO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。(1)如何检查装置A的气密性？ (2)装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO4溶液，其目的是_，其原理是_。(3)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b出口处必须_。(4)装置B的作用是_；装置C中装的液体是_。(5)在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是_。(6)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U形管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为_ g。(7)U形管E右边又连接干燥管
7、F的目的是_，若无干燥管F，测得Fe2O3的质量将_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。答案解析1(1)生铁中含有碳等杂质4Fe2O24H=4Fe32H2O(2)3.52NO28ZnFe2O3.5N28ZnFe2O4(3)2FePO4Li2CO32C2LiFePO43COFePO4Lie=LiFePO4(4)2.5解析(1)生铁中含有碳等物质，故5.6 g铁物质的量少于0.1 mol，生成的氢气的体积少于2.24 L(标准状况)；变黄色说明有Fe3生成，是由Fe2被氧气氧化所导致的。(2)当反应中n(ZnFe2O4)n(H2)21时，依得失电子守恒原理可求出铁的价态升高了0.5价，由此可求出
8、x3.5；ZnFe2O3.5与NO2 反应生成N2和ZnFe2O4，其反应方程式为2NO28ZnFe2O3.5N28ZnFe2O4。(3)可燃性气体是CO，反应过程中铁元素由3价降低到2价，Li2CO3中的碳元素由4价降低到2价，由此可写出对应的反应式。已知FePO4LiLiFePO4，FePO4中Fe元素得电子，则放电时FePO4在正极发生得电子的还原反应，正极的方程式为FePO4Lie=LiFePO4。(4)若不出现浑浊现象，则c(Fe3)c3(OH)Ksp，代入有关数据后可求出c(OH)21013 molL1，c(H)5102 molL1，故至少要加入2.5 mL相应的盐酸。2(1)第四
9、周期族(2)343Fe4H2O(g)Fe3O44H2(3)4.47.52Fe(OH)22H2OFe2(OH)422H(4)K2FeO4溶解度小，析出结晶，促进反应进行石墨Fe6e8OH=FeO4H2O解析(1)铁是26号元素，在元素周期表中的位置为第四周期族。(2)令Fe的物质的量为1 mol，则：Fe2HCl=FeCl2H2，3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，则两反应中生成氢气体积之比为1 mol mol34。(3)制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al(OH)3沉淀，且要避免生成Fe(OH)2沉淀，所以应控制pH在4.47.5之间
10、。Fe(OH)2可部分水解生成Fe2(OH)42聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式。(4)K2FeO4溶解度小，析出结晶，促进反应进行。铁发生氧化反应作阳极，所以阴极是石墨，铁转化为FeO，所以电极反应式为Fe6e8OH=FeO4H2O。3(1)2AlFe2O32FeAl2O3(2)作耐火材料(3)Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H(4)Al33H2OAl(OH)33H2FeSO42NaNO2H2SO4=2Fe(OH)SO4Na2SO42NO解析由A、B是氧化物，元素X、Y的单质是生活中常见的活泼金属，可以得出这可能就是铝热反应，且X是铝，Y是铁，B是氧化铝，其用途是
11、做耐火材料；A是铁的氧化物且与试剂2反应后的D，又能与铁反应，生成2价的铁，则A中有3价的铁，可以是Fe3O4或Fe2O3，则试剂2是酸。当试剂2是盐酸时，则D是FeCl3，与沸水反应时，就是Fe3与水反应得Fe(OH)3(胶体)；如果试剂1、2是硫酸，则C是硫酸铝，其水溶液显酸性就是铝离子的水解，而E是FeSO4，它与硫酸和亚硝酸钠反应时生成NO，则亚铁离子被氧化成铁离子，然后配平。4(1)关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器中的水面形成一段水柱，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好。(2)加快氢气产生的速率Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn(负极)
12、、Cu(正极)与稀盐酸(电解质溶液)组成很多微小原电池，发生原电池反应，加快了反应速率(3)收集氢气验纯(4)除去氢气中的氯化氢浓硫酸(5)3H2Fe2O32Fe3H2O，H2FeOFeH2O(6)16(7)防止空气中的水蒸气等气体进入E中偏大解析(1)检查装置A的气密性，需要关闭开关a，在球形漏斗中加入水到下端液面高于容器中的液面，一段时间后液面不变证明气密性完好。(2)加入少量CuSO4溶液，锌和硫酸铜溶液反应生成铜附着在锌表面，在稀硫酸中形成原电池反应加快反应速率。(3)氢气是可燃性气体，装置中需要充满氢气后方可进行加热反应，所以需要对氢气进行验纯，避免混有空气加热发生爆炸，在F处收集氢
13、气验纯。(4)由于A中产生的H2中混有HCl和水蒸气，必须通过洗气逐一除去，防止干扰后续实验，所以B的作用是除去氢气中的氯化氢，C中的浓硫酸，用于干燥氢气。(5)装置D中发生的是氧化亚铁、氧化铁与氢气的反应。(6)U形管的质量增加的7.2 g是水，物质的量是0.4 mol。设FeO、Fe2O3物质的量分别为x mol、y mol，则：x3y0.4,72x160y23.2，解得y0.1，x0.1，氧化铁的质量为160 gmol10.1 mol16 g。(7)干燥管F的作用防止空气中水蒸气对实验干扰，若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收则所测生成水的质量增大，导致氧的含量增大，Fe2O3的质量将偏大。
