Question

【題目】下圖是無(wú)機(jī)物A到M在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件未列出）。其中， I 是由第三周期元素組成的單質(zhì)中，熔點(diǎn)最高的金屬。K是一種紅棕色氣體。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題

（1）M、F、E、G 四種物質(zhì)中所含同一種元素，其名稱(chēng)是_____________。

（2）寫(xiě)出反應(yīng)⑩（溶液 J + G）的離子反應(yīng)方程式__________________________________。

（3）反應(yīng)④中被還原的離子和被氧化的離子的物質(zhì)的量之比是___________。

（4）向M的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，現(xiàn)象是______________________，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________，_______________________________。

（5）將化合物 D 與 KNO3、KOH 共融，可制得一種“綠色”環(huán)保高效凈水劑 K2FeO4（高鐵酸鉀），同時(shí)還生成 KNO2 和 H2O 。該反應(yīng)的的化學(xué)方程式是___________________________。

（6）共有120 t 硫鐵礦（FeS2）參與反應(yīng)①冶煉化合物D，最終得到化合物D共16 t，則冶煉D的轉(zhuǎn)化率為_____。

Answer 1

【答案】鐵 3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O 1:3 先產(chǎn)生白色沉淀，很快變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色 Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3 +3KNO3 + 4KOH 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O 20%

【解析】

FeS2氧化得到二氧化硫和氧化鐵，A可以繼續(xù)被氧化，則A為SO2，B為SO3，C為H2SO4，D為Fe2O3；I為第三周期中熔點(diǎn)最高的金屬單質(zhì)，I為Al，則反應(yīng)⑦為鋁單質(zhì)與氧化鐵發(fā)生的鋁熱反應(yīng)，得到Fe與氧化鋁；K是一種紅棕色氣體，則K為NO2，J為HNO3，J與G反應(yīng)得到L，L被氧化成為NO2，則G為Fe，H為Al2O3，L為NO，聯(lián)系反應(yīng)④：M+H2SO4 →F+NO知，M為Fe(NO3)2，F為鐵鹽溶液，E為Fe(OH)3，據(jù)此分析解答。

FeS2氧化得到二氧化硫和氧化鐵，A可以繼續(xù)被氧化，則A為SO2，B為SO3，C為H2SO4，D為Fe2O3；I為第三周期中熔點(diǎn)最高的金屬單質(zhì)，I為Al，則反應(yīng)⑦為鋁單質(zhì)與氧化鐵發(fā)生的鋁熱反應(yīng)，得到Fe與氧化鋁；K是一種紅棕色氣體，則K為NO2，J為HNO3，J與G反應(yīng)得到L，L被氧化成為NO2，則G為Fe，H為Al2O3，L為NO，聯(lián)系反應(yīng)④：M+H2SO4 →F+NO知，M為Fe(NO3)2，F為鐵鹽溶液，E為Fe(OH)3。

(1)M、F、E、G 四種物質(zhì)中所含同一種元素，為Fe，其名稱(chēng)是鐵，故答案為：鐵；

(2)反應(yīng)⑩為鐵與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵和一氧化氮，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O，故答案為：3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O；

(3)反應(yīng)④為硝酸亞鐵與硫酸發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)中被還原的離子為硝酸根離子，反應(yīng)生成NO，轉(zhuǎn)移3個(gè)電子，被氧化的離子為亞鐵離子，反應(yīng)生成鐵離子，轉(zhuǎn)移1個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒，被還原的硝酸根離子和被氧化的亞鐵離子的物質(zhì)的量之比是1∶3，故答案為：1∶3；

(4)向M(硝酸亞鐵)的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，可以看到的現(xiàn)象為先產(chǎn)生白色沉淀，很快變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色，相應(yīng)的化學(xué)方程式有Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，故答案為：先產(chǎn)生白色沉淀，很快變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色；Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3；4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；

(5)化合物Fe2O3與KNO3、KOH共融，可制得一種“綠色”環(huán)保高效凈水劑K2FeO4(高鐵酸鉀)，同時(shí)還生成KNO2和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O，故答案為：Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O；

(6)120 t 硫鐵礦(FeS2)中含有鐵元素120 t×=56t，完全轉(zhuǎn)化為氧化鐵能夠生成氧化鐵的質(zhì)量為56t×=80t，因此冶煉氧化鐵的轉(zhuǎn)化率=×100%=20%，故答案為：20%。