Question

鐵及其化合物在生活、生產中有著廣泛的應用。

Ⅰ．鐵觸媒(＋2價鐵和＋3價鐵組成的氧化物)是工業合成氨的催化劑。某學習小組用下列流程測定鐵觸媒的含鐵量。根據題意回答相關問題：

（1）步驟①中需用1.50 mol·L^－1的硫酸100mL，若用18.4mol·L^－1的濃硫酸來配制，則需要用量筒量取濃硫酸         mL

（2）步驟②通入Cl₂的目的是                  （用離子方程式表示）

（3）步驟④后需用            (填儀器名稱)取25.00mL稀釋后溶液。

（4）步驟⑤消耗0.10mol·L^－1的Na₂SO₃溶液25.00mL，則鐵觸媒中鐵的質量分數為              。

Ⅱ．目前的研究表明，鐵的某些含氧酸鹽可用于工業廢水、廢氣的處理。

（1）用K₂FeO₄處理中性廢水時與水反應生成氫氧化鐵膠體，并放出無色無味的氣體和其它物質，寫出反應的離子反應方程式                      ，處理廢水時既利用K₂FeO₄強氧化性，又利用生成氫氧化鐵膠體的             作用。

（2）MFe₂O₄可以與氫氣反應制備新型納米材料氧缺位鐵酸鹽MFe₂O_x (3<x<4)，其中M表示+2價的金屬元素，常溫下，MFe₂O_x能使工業廢氣中的SO₂轉化為S，達到回收硫、凈化空氣目的，轉化過程表示如下：

 

則可以判斷x        y，氧化性：MFe₂O_y        SO₂（填“＞”、“＜”或“=”）

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ．（1）8.2（2）2Fe^2＋＋Cl₂＝2Fe^3＋＋2Cl^－（3）酸式滴定管(或移液管)    （4）35.7%

Ⅱ．（1）4FeO₄^2-+ 10H₂O ＝ 4Fe(OH)₃(膠體) +8OH^－ + 3O₂↑；聚沉（或吸附）（2）＜；＜.

【解析】

試題分析：Ⅰ．在溶液稀釋前后溶質的物質的量不變，利用稀釋公式C₁V₁=C₁V₂可得1.50 mol·L^－1×100m=18.4mol·L^－1×Vml,解得V=8.2ml. （2）步驟②通入Cl₂的目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子，離子方程式是2Fe^2＋＋Cl₂＝2Fe^3＋＋2Cl^－（3）氯化鐵溶液顯酸性要用移液管或酸式滴定管來量取，防止腐蝕堿式滴定管的橡膠管。（4）2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²+SO₄^2-+2H⁺可利用鐵離子與亞硫酸根離子的關系求解得到原來的固體中含有鐵的總物質的量為0.05mol，質量為0.05mol×6g/mol=2.8g.所以在鐵觸媒中鐵的質量分數為2.8g/7.84g×100℅=35.7%.Ⅱ．K₂FeO₄有強的氧化性，能殺菌、消毒，它本身被還原為鐵離子，鐵離子在溶液中水解產生氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體吸附水中的懸浮物使之變為沉淀，從而達到凈化水的目的。K₂FeO₄處理中性廢水時與水反應的離子方程式為：4FeO₄^2-+ 10H₂O ＝ 4Fe(OH)₃(膠體) +8OH^－ + 3O₂↑

考點：考查鐵及其化合物在生活、生產中的應用及溶液稀釋問題等的知識。