Question

【題目】金屬鐵是般常用的金屬之一，其鐵合金及其化合物有著重要的用途。

（l）某種鐵碳化合物X是煉鋼的原料，經(jīng)分析可知，X中鐵、碳兩元素的質(zhì)量比為14：1，則X的化學(xué)式________；X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y和能使澄消石灰水變渾濁的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

（2）鐵鈦合金是一種常用不銹鋼材料，某同學(xué)在探究該合金性質(zhì)時(shí)，往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入鐵屑至溶液顯紫色，該過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)有：

①2Fe3++Fe＝3Fe2+ ②Ti3+（紫色）＋Fe3++H2O=TiO2+（無(wú)色）+Fe2+＋2H+

③_______________________。

（3）氧化鐵是重要的工業(yè)原料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問(wèn)題：

①操作Ⅱ的名稱(chēng)是_________。

②請(qǐng)完成生成FeCO3沉淀的離子方程式：_____________；FeCO3達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，室溫下測(cè)得溶液的pH為8，c(Fe2+)為1.0×10-5mol/L。試判斷所得FeCO3固體是否混有Fe(OH)2:____（填“是”或“否”），請(qǐng)通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算說(shuō)明理由___________。

（已知Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17mol3·L-3 、Ksp[FeCO3]=2.1×10-11mol2·L-2）

③煅燒如果不充分，產(chǎn)品中將有Fe2+存在，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)產(chǎn)品中有無(wú)Fe2+。

_______________________________。

Answer 1

【答案】 Fe3C Fe3C+2O2 Fe3O4+CO2 2TiO2++Fe+4H+=2Ti3++Fe2++2H2O 洗滌 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 否 c(Fe2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17，故無(wú)Fe(OH)2生成 取樣品放入試管中，加入稀硫酸充分溶解得到溶液，滴入K3[Fe(CN)6]，若有藍(lán)色沉淀生成，證明含有亞鐵離子，否則不存在

【解析】（1）X中鐵、碳兩元素的質(zhì)量比為14：1，則二者的個(gè)數(shù)之比是14/56:1/12=3:1，因此X的化學(xué)式Fe3C。在足量的空氣中高溫煅燒生成四氧化三鐵和二氧化碳，反應(yīng)為Fe3C+2O2 Fe3O4+CO2；（2）根據(jù)①②反應(yīng)以及溶液顯紫色可知發(fā)生的反應(yīng)還有2TiO2++Fe+4H+＝2Ti3++Fe2++2H2O；（3）①?gòu)娜芤褐械玫匠恋硇枰�洗滌，則操作Ⅱ的名稱(chēng)是洗滌。②亞鐵離子和碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸亞鐵，即生成FeCO3沉淀的離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；由于c(Fe2+)·c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-6)2=1.0×10-17<Ksp[Fe(OH)2]，故無(wú)Fe(OH)2生成；③檢驗(yàn)亞鐵離子的實(shí)驗(yàn)方案是：取樣品放入試管中，加入稀硫酸充分溶解得到溶液，滴入K3[Fe(CN)6]，若有藍(lán)色沉淀生成，證明含有亞鐵離子，否則不存在。