鐵氧體是一類磁性材料,通式為MO?xFe2O3(M為二價(jià)金屬離子),如Fe3O4可表示為FeO?Fe2O3,制備流程為:

根據(jù)題意回答問題:
(1)現(xiàn)稱取2.8g鐵粉,加入一定量的稀硫酸使其完全溶解后,再加入______g的FeCl3固體,經(jīng)上述反應(yīng)后,方可得到純凈的Fe3O4
(2)如果以MgSO4和FeCl3為原料,要獲得18.0克MgO?2Fe2O3,在制取過程中至少需要1mol/L的NaOH溶液______mL.
(3)在一次制備Fe3O4的實(shí)驗(yàn)中,由于反應(yīng)物比例控制不當(dāng),獲得了另一種產(chǎn)品.取一定量該產(chǎn)品溶于足量鹽酸中,還需通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mLCl2才能把溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+,然后把所得溶液蒸干,灼燒至恒重,得9.6g固體.該產(chǎn)品的化學(xué)式為______.
(4)有一種在電子工業(yè)上應(yīng)用廣泛的含鉻鐵氧體,其組成可表示為:Fe2+?Fe3+[Fe數(shù)學(xué)公式?數(shù)學(xué)公式],現(xiàn)有15.2g FeSO4,經(jīng)Cr2O72-、H2O2等物質(zhì)處理后(不再引入含鐵物質(zhì)),可得到含鉻鐵氧體的質(zhì)量范圍為______.

解:(1)2.8g鐵粉的物質(zhì)的量為=0.05mol,鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,F(xiàn)e3O4可表示為FeO?Fe2O3,亞鐵來源于硫酸亞鐵,故+2價(jià)鐵的物質(zhì)的量為0.05mol,+3鐵的物質(zhì)的量為0.05mol×2=0.1mol,故需要FeCl3的物質(zhì)的量為0.1mol,其質(zhì)量為0.1mol×162.5g/mol=16.25g,
故答案為:16.25;
(2)18.0克MgO?2Fe2O3的物質(zhì)的量為=0.05mol,故氧化物中MgO的物質(zhì)的量為0.05mol、Fe2O3的物質(zhì)的量為0.05mol×2=0.1mol,根據(jù)工藝流程可知,MgO、Fe2O3來自氫氧化鎂、氫氧化鐵分解,由電荷守恒可知n(OH-)=2n(Mg2+)+3n(Fe3+)=0.05mol×2+0.1mol×2×3=0.7mol,故需要1mol/L的NaOH溶液體積為=0.7L=700mL,
故答案為:700;
(3)氯氣的物質(zhì)的量為=0.03mol,氯氣氧化Fe2+為Fe3+,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知Fe2+的物質(zhì)的量為=0.06mol,故氧化物中+2價(jià)鐵的物質(zhì)的量為0.06mol,最后所得為氯化鐵溶液,蒸干溶液,灼燒至恒重,得9.6g固體為Fe2O3,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為=0.06mol,利用鐵元素守恒可知氧化物中+3價(jià)鐵的物質(zhì)的量為0.06mol×2-0.06mol=0.06mol,故FeO與Fe2O3的物質(zhì)的量之比為0.06mol:=2:1,該產(chǎn)品化學(xué)式為2FeO?Fe2O3
故答案為:2FeO?Fe2O3;
(4)15.2g FeSO4的物質(zhì)的量為=0.1mol,x=0時(shí),氧化物為Fe3O4,質(zhì)量最小,質(zhì)量極小值為×232g/mol=7.73g;當(dāng)x=1時(shí),氧化物為Fe2CrO4,質(zhì)量最重,質(zhì)量極大值為×228g/mol=11.4g,故可得到含鉻鐵氧體的質(zhì)量范圍為(7.73g,11.4g),
故答案為:(7.73g,11.4g).
分析:(1)根據(jù)n=計(jì)算2.8g鐵粉的物質(zhì)的量,鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,F(xiàn)e3O4可表示為FeO?Fe2O3,亞鐵來源于硫酸亞鐵,據(jù)此計(jì)算+3鐵的物質(zhì)的量,再根據(jù)m=nM計(jì)算FeCl3固體質(zhì)量;
(2)根據(jù)n=計(jì)算18.0克MgO?2Fe2O3的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算MgO、Fe2O3各自物質(zhì)的量,根據(jù)工藝流程可知,MgO、Fe2O3來自氫氧化鎂、氫氧化鐵分解,由電荷守恒可知n(OH-)=2n(Mg2+)+3n(Fe3+),再根據(jù)V=計(jì)算需要1mol/L的NaOH溶液體積;
(3)根據(jù)n=計(jì)算氯氣的物質(zhì)的量,氯氣氧化Fe2+為Fe3+,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算Fe2+的物質(zhì)的量.據(jù)此確定+2價(jià)鐵的物質(zhì)的量.最后所得溶液為氯化鐵溶液,蒸干溶液,灼燒至恒重,得9.6g固體為Fe2O3,根據(jù)n=計(jì)算Fe2O3的物質(zhì)的量,利用鐵元素守恒計(jì)算+3價(jià)鐵的物質(zhì)的量,據(jù)此確定該產(chǎn)品化學(xué)式;
(4)利用極限法解答,故x=0時(shí),氧化物為Fe3O4,質(zhì)量最小;當(dāng)x=1時(shí),氧化物為Fe2+?Fe3+[CrO4],質(zhì)量最重.
點(diǎn)評:本題以鐵氧體磁性材料制備為載體,考查混合物的有關(guān)計(jì)算,難度中等,注意根據(jù)元素守恒與極限法進(jìn)行解答.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

鐵氧體是一類磁性材料,通式為MO?xFe2O3(M為二價(jià)金屬離子).
根據(jù)題意完成:
Ⅰ、為了制備鐵氧體,稱取5.6g鐵粉、一定量的FeCl3(s) 作為原料,先制備Fe3O4.方法如下:用稀硫酸溶解鐵粉,加入FeCl3(s),經(jīng)過一系列反應(yīng)得到純凈的Fe3O4[已知1molFe(OH)2與2molFe(OH)3混合灼燒可得到1mol Fe3O4].需要加入FeCl3(s)
32.5
32.5
 g.
Ⅱ、如果以MgSO4(s)和FeCl3(s)為原料制備9.0g MgO?2Fe2O3,在制取過程中至少需要1mol/L的NaOH(aq)
350
350
 mL.
Ⅲ、在一次制備Fe3O4的實(shí)驗(yàn)中,由于反應(yīng)物比例控制不當(dāng),獲得了另一種產(chǎn)品.取a克該產(chǎn)品溶于100mL鹽酸(足量)中,需要通入672mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2才能把溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+,然后蒸干所得溶液,灼燒至恒重,得9.6g固體.計(jì)算:
①ag該產(chǎn)品溶于鹽酸后,溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度(溶液體積變化忽略不計(jì)).
②推算該產(chǎn)品的化學(xué)式(寫出推算過程).
Ⅳ、有一種在電子工業(yè)廣泛應(yīng)用的含鉻鐵氧體,其組成可表示為:Fe2+?Fe3+[Fe3+(1-x)?Cr3+x?O4].向含有1.92mol硝酸的某溶液中加入一定量的該種鐵氧體,恰好完全反應(yīng)后,收集到NO、NO2的混合氣體2.688L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).計(jì)算:(均需寫出計(jì)算過程)
①參加反應(yīng)的鐵氧體的物質(zhì)的量.
②所得氣體中NO、NO2的體積比.

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科目:高中化學(xué) 來源:2013屆山西省太原五中高三10月月考理科化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題

(8分)鐵氧體是一類磁性材料,通式為MO·xFe2O3(M為二價(jià)金屬離子),如Fe3O4可表示為FeO·Fe2O3,制備流程為:

根據(jù)題意回答:
(1)現(xiàn)稱取2.8 g鐵粉,加入一定量的稀硫酸使其完全溶解后,再加入     g的FeCl3固體,經(jīng)上述反應(yīng)后,方可得到純凈的Fe3O4;
(2)如果以MgSO4和FeCl3為原料,要獲得18.0克MgO·2Fe2O3,在制取過程中至少需要1 mol/L的NaOH溶液    mL;
(3)在一次制備Fe3O4的實(shí)驗(yàn)中,由于反應(yīng)物比例控制不當(dāng),獲得了另一種產(chǎn)品。取一定量該產(chǎn)品溶于足量鹽酸中,還需通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下672 mLCl2才能把溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+,然后把所得溶液蒸干,灼燒至恒重,得9.6 g固體。該產(chǎn)品的化學(xué)式為       
(4)有一種在電子工業(yè)上應(yīng)用廣泛的含鉻鐵氧體,其組成可表示為:,現(xiàn)有15.2 g FeSO4,經(jīng)Cr2O72-、H2O2等物質(zhì)處理后(不再引入含鐵物質(zhì)),可得到含鉻鐵氧體的質(zhì)量范圍為                   

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科目:高中化學(xué) 來源:2012屆上海市松江區(qū)高三上學(xué)期期末(1月)考試化學(xué)試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

(本題共16分)鐵氧體是一類磁性材料,通式為MO·xFe2O3(M為二價(jià)金屬離子),如Fe3O4可表示為FeO·Fe2O3,制備流程為:

根據(jù)題意回答:
1.現(xiàn)稱取2.8 g鐵粉,加入一定量的稀硫酸使其完全溶解后,再加入     g的FeCl3固體,經(jīng)上述反應(yīng)后,方可得到純凈的Fe3O4
2.如果以MgSO4和FeCl3為原料,要獲得18.0克MgO·2Fe2O3,在制取過程中至少需要1 mol/L的NaOH溶液    mL。
3.在一次制備Fe3O4的實(shí)驗(yàn)中,由于反應(yīng)物比例控制不當(dāng),獲得了另一種產(chǎn)品。取一定量該產(chǎn)品溶于足量鹽酸中,還需通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下672 mLCl2才能把溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+,然后把所得溶液蒸干,灼燒至恒重,得9.6 g固體。該產(chǎn)品的化學(xué)式為       。
4.有一種在電子工業(yè)上應(yīng)用廣泛的含鉻鐵氧體,其組成可表示為:,現(xiàn)有15.2 g FeSO4,經(jīng)Cr2O72-、H2O2等物質(zhì)處理后(不再引入含鐵物質(zhì)),可得到含鉻鐵氧體的質(zhì)量范圍為                   。

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年上海市普陀區(qū)高三第一學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

鐵氧體是一類磁性材料,通式為MO· xFe2O3(M為二價(jià)金屬離子)。

根據(jù)題意完成:

(1)為了制備鐵氧體,稱取5.6g鐵粉、一定量的FeCl3(s) 作為原料,先制備Fe3O4。方法如下:用稀硫酸溶解鐵粉,加入FeCl3(s),經(jīng)過一系列反應(yīng)得到純凈的Fe3O4 [ 已知1molFe(OH)2與2molFe(OH)3混合灼燒可得到1mol Fe3O]。需要加入FeCl3(s)               g。

(2)如果以MgSO4(s)和FeCl3(s)為原料制備9.0 g MgO· 2Fe2O3,在制取過程中至少需要1 mol/L的NaOH(aq)

                  mL。

(3)在一次制備Fe3O4的實(shí)驗(yàn)中,由于反應(yīng)物比例控制不當(dāng),獲得了另一種產(chǎn)品。取a克該產(chǎn)品溶于100mL鹽酸(足量)中,需要通入672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2才能把溶液中的Fe2+ 全部氧化為Fe3+,然后蒸干所得溶液,灼燒至恒重,得9.6 g固體。計(jì)算:

①ag 該產(chǎn)品溶于鹽酸后,溶液中Fe2+ 的物質(zhì)的量濃度(溶液體積變化忽略不計(jì))。

②推算該產(chǎn)品的化學(xué)式(寫出推算過程)。

(4)有一種在電子工業(yè)廣泛應(yīng)用的含鉻鐵氧體,其組成可表示為:Fe2+ · Fe3+[ Fe3+(1-x) · Cr3+x · O4]。向含有1.92 mol硝酸的某溶液中加入一定量的該種鐵氧體,恰好完全反應(yīng)后,收集到NO、NO2的混合氣體2.688 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。計(jì)算:(均需寫出計(jì)算過程)

①參加反應(yīng)的鐵氧體的物質(zhì)的量。

②所得氣體中NO、NO2的體積比。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年上海市松江區(qū)高三上學(xué)期期末(1月)考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

(本題共16分)鐵氧體是一類磁性材料,通式為MO·xFe2O3(M為二價(jià)金屬離子),如Fe3O4可表示為FeO·Fe2O3,制備流程為:

根據(jù)題意回答:

1.現(xiàn)稱取2.8 g鐵粉,加入一定量的稀硫酸使其完全溶解后,再加入      g的FeCl3固體,經(jīng)上述反應(yīng)后,方可得到純凈的Fe3O4

2.如果以MgSO4和FeCl3為原料,要獲得18.0克MgO·2Fe2O3,在制取過程中至少需要1 mol/L的NaOH溶液     mL。

3.在一次制備Fe3O4的實(shí)驗(yàn)中,由于反應(yīng)物比例控制不當(dāng),獲得了另一種產(chǎn)品。取一定量該產(chǎn)品溶于足量鹽酸中,還需通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下672 mLCl2才能把溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+,然后把所得溶液蒸干,灼燒至恒重,得9.6 g固體。該產(chǎn)品的化學(xué)式為       

4.有一種在電子工業(yè)上應(yīng)用廣泛的含鉻鐵氧體,其組成可表示為: ,現(xiàn)有15.2 g FeSO4,經(jīng)Cr2O72-、H2O2等物質(zhì)處理后(不再引入含鐵物質(zhì)),可得到含鉻鐵氧體的質(zhì)量范圍為                   

 

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