Question

8．鐵礦石是重要的金屬礦物資源，我省攀西地區有豐富的釩鈦磁鐵礦．
（1）在自然界中，鈦（Ti）、釩（V）存在多種核素，其中${\;}_{22}^{50}$Ti與${\;}_{23}^{50}$TV相同的是C．
A．質子數        B．中子數        C．質量數        D．核外電子數
（2）通過下列方法可以測定磁鐵礦中鐵的含量：將磁鐵礦溶于較濃的鹽酸中，用SnCl₂將Fe³⁺還原為Fe²⁺，最后用已知濃度的K₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺．
①磁鐵礦中Fe₃O₄溶于鹽酸時發生反應的離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O．
②配平K₂Cr₂O₇溶液滴定FeCl₂溶液時發生反應的離子方程式：
6Fe²⁺+1 Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
③現有磁鐵礦樣品0.500 g，經上述各步反應后，共用去0.0200 mol/L的K₂Cr₂O₇溶液24.5 mL．計算該樣品中鐵的質量分數（計算結果保留1位小數）．

Answer 1

分析 （1）元素符號左下角數字表示質子數、左上角數字表示質量數，中子數=質量數-質子數，原子中核外電子數=質子數；   
（2）①磁鐵礦中Fe₃O₄溶于鹽酸時生成氯化鐵、氯化亞鐵和水；
②該反應中Fe元素化合價由+2價變為+3價，Cr元素化合價由+6價變為+3價，根據轉移電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平方程式；
③根據亞鐵離子和K₂Cr₂O₇之間的化學式計算亞鐵離子物質的量，再根據m=nM計算Fe元素質量，從而計算其質量分數．

解答 解：（1）元素符號左下角數字表示質子數、左上角數字表示質量數，中子數=質量數-質子數，原子中核外電子數=質子數，
A．二者質子數分別是22、23，所以不同，故錯誤；        
B．二者中子數分別是28、27，所以不同，故錯誤；        
C．二者質量數都是50，所以相同，故正確；        
D．二者核外電子數分別是22、23，所以不同，故錯誤；
故選C；
（2）①磁鐵礦中Fe₃O₄溶于鹽酸時生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O；
②該反應中Fe元素化合價由+2價變為+3價，Cr元素化合價由+6價變為+3價，根據轉移電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平方程式為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6；1；14；6；2；7；
③解：設滴定Fe²⁺消耗K₂Cr₂O₇的物質的量為x．
6Fe²⁺--Cr₂O₇^2-
6 mol   1 mol
x      0.0200 mol•L^-1×0.0245 L
x=0.0200 mol•L^-1×0.0245 L×6=0.0294 mol，
磁鐵礦樣品中鐵的質量分數為 $\frac{0.0294mol×56g/mol}{0.500g}$×100%=32.9%，
答：鐵元素質量分數是32.9%．

點評 本題考查氧化還原反應方程式的配平、氧化還原反應的計算等知識點，根據轉移電子守恒配平方程式，根據物質之間的關系式進行計算，熟悉常見元素化合價，題目難度不大．