Question

【題目】FeCO3與砂糖混用可作補血劑。以黃鐵礦燒渣(含CuO、Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)為主要原料制備FeCO3的流程如下:

(1)質(zhì)量分數(shù)為30%(密度是1.176 g·cm-3)的稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為________。

(2)檢驗濾液A中存在Fe2+的試劑是________。

(3)加入足量鐵粉的作用除調(diào)節(jié)pH使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀外,還有兩個作用,分別寫出這兩個反應(yīng)的離子方程式:____________ ， ________________。

(4)寫出濾液C與NH4HCO3溶液反應(yīng)的離子方程式:_____________________。

(5)FeCO3在空氣中灼燒可制得鐵系氧化物材料。已知25 ℃,101 kPa時:

4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH=-1 648 kJ·mol-1

C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393 kJ·mol-1

2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)ΔH=-1 480 kJ·mol-1

寫出FeCO3在空氣中灼燒生成Fe2O3的熱化學方程式:________。

(6)某興趣小組為充分利用副產(chǎn)品,欲利用濾渣D為原料制取Al2O3,請補充完成實驗步驟:向濾渣D中加入適量________溶液,_______________________________。

Answer 1

【答案】 3.6 mol·L-1 酸性KMnO4溶液 Fe+2Fe3+3Fe2+ Fe+Cu2+Fe2++Cu Fe2++2HCO3--FeCO3↓+CO2↑+H2O 4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-260 kJ·mol-1 NaOH 過濾,向濾液中通入足量CO2,過濾并洗滌沉淀,加熱所得沉淀至恒重,即可得氧化鋁

【解析】（1）考查物質(zhì)的量濃度的計算，c=1000ρw%/M=1000×1.176×30%/98mol·L－1=3.6mol·L－1；（2）本題考查離子的檢驗，濾液A中含有的離子是H＋、Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、SO42－，檢驗Fe2＋，可以利用Fe2＋的還原性，即加入KMnO4溶液、溴水等，如果溶液顏色褪去，說明溶液中含有Fe2＋，也可以用鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍色沉淀，說明存在Fe2＋；（3）考查鐵及其化合物的性質(zhì)，濾液A中含有離子是H＋、Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、SO42－，加入鐵單質(zhì)，發(fā)生的離子方程式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋；（4）根據(jù)流程，加入NH4HCO3溶液后，得到FeCO3，離子反應(yīng)方程式為Fe2＋+2HCO3－- FeCO3↓+CO2↑+H2O ；（5）考查熱化學反應(yīng)方程式的計算，FeCO3與氧氣的反應(yīng)是4FeCO3＋O2=2Fe2O3＋4CO2↑，①4Fe(s)+3O2(g) =2Fe2O3(s)，②C(s)+O2(g)= CO2(g)，③2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3，根據(jù)蓋斯定律，①＋②×4－③×2，得到：△H=(－1648－393×4＋1480×2)kJ·mol－1=－260kJ·mol－1，即熱化學反應(yīng)方程式為4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-260 kJ·mol－1；（6） 考查物質(zhì)的制備， 根據(jù)問題(3)，濾渣D含有成分是Fe、Cu、Al(OH)3，利用氫氧化鋁的兩性，加入適量的NaOH，然后過濾，向濾液中通入足量CO2，過濾并洗滌沉淀，加熱所得沉淀至恒重，即可得氧化鋁。