(12分)鐵是應用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。

(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式。可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54g的FeClx樣品,溶解后先進行陽離子交換預防處理,再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱,使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的鹽酸滴定,滴至終點時消耗鹽酸25.0mL。計算該樣品中氯的物質(zhì)的量為________mol,并求出FeClxX值為__________。

(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合樣品,采用上述方法測得n(Fe): n(Cl)=1:2.1,則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為____________。在實驗室中,F(xiàn)eCl2可用鐵粉和__________反應制備,F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_______反應制備

(3)鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中的一種新型凈水劑,它的氧化性比高錳酸鉀更強,本身在反應中被還原成三價鐵離子達到凈水的目的。它是由硝酸鐵、氫氧化鈉和氯氣在一定條件下制得的,同時還生成硝酸鈉和氯化鈉等。

①寫出制取鐵酸鈉的化學方程式:                                          。

②鐵酸鈉之所以有凈水作用,除殺菌外,另一個原因是                          

 

【答案】

(12 分)(1) 0.010 (2分)(寫0.01給1分)  3(2分)(2)10%或0.10 (2分)

 鹽酸(1分)  氯氣(1分)

(3)① 2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2═2Na2FeO4+6NaCl+6NaNO3+8H2O(2分)

   ②凈水時,鐵酸鈉被還原成三價鐵離子,F(xiàn)e3+易水解生成氫氧化鐵膠體,有吸附懸浮性雜質(zhì)的作用,因而能凈水。(2分)

【解析】

試題分析:通過題干審清題意,(1)要測定鐵的某氯化物FeClx的化學式,應接受離子交換這一信息,先進行陽離子交換預防處理,此時鐵離子不在溶液中,再將Cl-和OH-發(fā)生1:1交換,再用鹽酸滴定OH-,消耗25.0mL 0.40mol·L-1的鹽酸,可知OH-的物質(zhì)的量和HCl的相同,也就是Cl-的物質(zhì)的量等于0.0250L ×0.40mol·L-1=0.010mol(注意有效數(shù)字);再由0.54g的FeClx樣品中含有0.010mol Cl-,列式0.54÷(56+35.5X)=0.010÷X計算得X值為3。(2)假設FeCl2、 FeCl3的物質(zhì)的量分別為X、Y,則由n(Fe): n(Cl)=1:2.1,可列式(X+Y):(2X+3Y)==1:2.1,得到X:Y=9:1,假設FeCl2的物質(zhì)的量為9mol,則FeCl3的物質(zhì)的量為1mol,所以可求FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為(106.5×1)÷(106.5+127×9)=10%。

鐵和鹽酸反應生成FeCl2,鐵和氯氣反應生成FeCl3 。(3)由硝酸鐵、氫氧化鈉和氯氣在一定條件下制得Na2FeO4,同時還生成硝酸鈉和氯化鈉等,則有2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2===2Na2FeO4+6NaCl+6NaNO3+8H2O。鐵酸鈉本身在反應中被還原成三價鐵離子達到凈水的目的,所以凈水時,生成了三價鐵離子,F(xiàn)e3+易水解生成氫氧化鐵膠體,有吸附懸浮性雜質(zhì)的作用,因而能凈水。

考點:考查鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽的測定、制取、性質(zhì)等知識,同時考查學生的計算能力,方程式書寫能力。

點評:本題是信息給予題型,對學生的能力要求較高,屬于較綜合的難題。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:2013屆福建安溪一中、養(yǎng)正中學高三上學期期中聯(lián)考化學試卷(帶解析) 題型:填空題

(12分)鐵是應用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。
(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式?捎秒x子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54g的FeClx樣品,溶解后先進行陽離子交換預防處理,再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱,使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的鹽酸滴定,滴至終點時消耗鹽酸25.0mL。計算該樣品中氯的物質(zhì)的量為________mol,并求出FeClxX值為__________。
(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合樣品,采用上述方法測得n(Fe): n(Cl)=1:2.1,則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為____________。在實驗室中,F(xiàn)eCl2可用鐵粉和__________反應制備,F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_______反應制備
(3)鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中的一種新型凈水劑,它的氧化性比高錳酸鉀更強,本身在反應中被還原成三價鐵離子達到凈水的目的。它是由硝酸鐵、氫氧化鈉和氯氣在一定條件下制得的,同時還生成硝酸鈉和氯化鈉等。
①寫出制取鐵酸鈉的化學方程式:                                         
②鐵酸鈉之所以有凈水作用,除殺菌外,另一個原因是                          。

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

 選做題

本題有A、B兩題,分別對應于“物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)”和“實驗化學”兩個選修課程模塊的內(nèi)容,每題12分。請選擇其中一題作答,若兩題都作答,則以A題得分計入總分。

20A.過渡元素在生活、生產(chǎn)和科技等方面有廣泛的用途。

  (1)應用于合成氨反應的催化劑(鐵)的表面上存在氮原子,右圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖(圖中小黑色球代表氮原子,灰色球代表鐵原子)。則圖示鐵顆粒表面上氮原子與鐵原子的個數(shù)比為       。

 

 

 

 

 

  (2)現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡稱PFS,化學式為:[Fe2(OH)n(SO43-n/2]m,n<5,m<10}在水體中形成絮狀物,以吸附重金屬離子。下列說法中不正確的是     。(填序號)  

    A.PFS中鐵顯+3價          

    B.鐵原子的價電子排布式是3d64s2

    C.由FeSO4溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程

    D.由下表可知氣態(tài)Fe2+再失去一個電子比氣態(tài)Mn2+再失去一個電子難

元素

Mn

Fe

電離能

(kJ・mol1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

 

 

 

 

 

  (3)鉻的配合物在藥物應用、設計合成新磁材料領域和聚乙烯催化劑方面都有重要應用,F(xiàn)有鉻(Ⅲ)與甲基丙烯酸根的配合物為:

 

①該化合物中存在的化學鍵類型有                                    。

②該化合物中一個Cr的配位數(shù)為       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有              

④等電子體是具有相同的價電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子,與H2O分子互為等電子體的微粒是    。(填一種即可)

⑤與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是

____  。(填元素符號)


20B.阿斯匹林(乙酰水楊酸)是由水楊酸和乙酸酐合成的:

在生成乙酰水楊酸的同時,水楊酸分子之間也能發(fā)生聚合反應,生成少量聚合物(副產(chǎn)物)。合成乙酰水楊酸的實驗步驟如下:

 

①向150mL干燥錐形瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸,振蕩,待其溶解后,控制溫度在85℃~90℃條件下反應5~10 min,然后冷卻,即有乙酰水楊酸晶體析出。

②減壓過濾,用濾液淋洗錐形瓶,直至所有晶體收集到布氏漏斗中。抽濾時用少量冷水洗滌晶體幾次,繼續(xù)抽濾,盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至表面皿上,在空氣中風干。

③將粗產(chǎn)品置于100 mL燒杯中,攪拌并緩慢加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液,加完后繼續(xù)攪拌2~3 min,直到?jīng)]有二氧化碳氣體產(chǎn)生為止。過濾,用5~10 mL蒸餾水洗滌沉淀。合并濾液于燒杯中,不斷攪拌,慢慢加入15 mL 4mol / L鹽酸,將燒杯置于冰水中冷卻,即有晶體析出。抽濾,用冷水洗滌晶體1~2次,再抽干水分,即得產(chǎn)品。

  (1)第①步中,要控制溫度在85℃~90℃,應采用的加熱方法是   ,用這種方法加熱需要的玻璃儀器有    

  (2)在第②步中,用冷水洗滌晶體,其目的是    、   

  (3)在第③步中,加入飽和碳酸氫鈉溶液的作用是    ,加入鹽酸的作用是    。

  (4)如何檢驗產(chǎn)品中是否混有水楊酸?       。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目:高中化學 來源:江蘇省無錫市2010年高三教學情況調(diào)查(一) 題型:填空題

 選做題

本題有A、B兩題,分別對應于“物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)”和“實驗化學”兩個選修課程模塊的內(nèi)容,每題12分。請選擇其中一題作答,若兩題都作答,則以A題得分計入總分。

20A.過渡元素在生活、生產(chǎn)和科技等方面有廣泛的用途。

   (1)應用于合成氨反應的催化劑(鐵)的表面上存在氮原子,右圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖(圖中小黑色球代表氮原子,灰色球代表鐵原子)。則圖示鐵顆粒表面上氮原子與鐵原子的個數(shù)比為       。

 

 

 

 

 

   (2)現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡稱PFS,化學式為:[Fe2(OH)n(SO43-n/2]m,n<5,m<10}在水體中形成絮狀物,以吸附重金屬離子。下列說法中不正確的是     。(填序號)  

    A.PFS中鐵顯+3價          

    B.鐵原子的價電子排布式是3d64s2

    C.由FeSO4溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程

    D.由下表可知氣態(tài)Fe2+再失去一個電子比氣態(tài)Mn2+再失去一個電子難

元素

Mn

Fe

電離能

(kJ・mol1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

 

 

 

 

 

   (3)鉻的配合物在藥物應用、設計合成新磁材料領域和聚乙烯催化劑方面都有重要應用。現(xiàn)有鉻(Ⅲ)與甲基丙烯酸根的配合物為:

 

①該化合物中存在的化學鍵類型有                                     。

②該化合物中一個Cr的配位數(shù)為       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有              

④等電子體是具有相同的價電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子,與H2O分子互為等電子體的微粒是    。(填一種即可)

⑤與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是

____   。(填元素符號)


20B.阿斯匹林(乙酰水楊酸)是由水楊酸和乙酸酐合成的:

在生成乙酰水楊酸的同時,水楊酸分子之間也能發(fā)生聚合反應,生成少量聚合物(副產(chǎn)物)。合成乙酰水楊酸的實驗步驟如下:

 

①向150 mL干燥錐形瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸,振蕩,待其溶解后,控制溫度在85℃~90℃條件下反應5~10 min,然后冷卻,即有乙酰水楊酸晶體析出。

②減壓過濾,用濾液淋洗錐形瓶,直至所有晶體收集到布氏漏斗中。抽濾時用少量冷水洗滌晶體幾次,繼續(xù)抽濾,盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至表面皿上,在空氣中風干。

③將粗產(chǎn)品置于100 mL燒杯中,攪拌并緩慢加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液,加完后繼續(xù)攪拌2~3 min,直到?jīng)]有二氧化碳氣體產(chǎn)生為止。過濾,用5~10 mL蒸餾水洗滌沉淀。合并濾液于燒杯中,不斷攪拌,慢慢加入15 mL 4mol / L鹽酸,將燒杯置于冰水中冷卻,即有晶體析出。抽濾,用冷水洗滌晶體1~2次,再抽干水分,即得產(chǎn)品。

   (1)第①步中,要控制溫度在85℃~90℃,應采用的加熱方法是    ,用這種方法加熱需要的玻璃儀器有     。

   (2)在第②步中,用冷水洗滌晶體,其目的是    、    。

   (3)在第③步中,加入飽和碳酸氫鈉溶液的作用是     ,加入鹽酸的作用是    。

   (4)如何檢驗產(chǎn)品中是否混有水楊酸?       。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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