Question

【題目】鐵及其化合物在日常生活中有廣泛應(yīng)用。

（1）寫(xiě)出鐵元索在周期表中的位置__________。

（2）寫(xiě)出在空氣中Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的化學(xué)方程式____________。

（3）綠礬(FeSO4·7H2O)是補(bǔ)血?jiǎng)┑脑�料，易變質(zhì)。

①由FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O過(guò)程中的操作有______、過(guò)濾、洗滌、干燥。

②檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是________。

（4）利用綠礬制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下:

①干燥過(guò)程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水，過(guò)程中會(huì)有少量FeCO3·nH2O在空氣中被氧化為FeOOH,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

②取干燥后的FeCO3樣品12.49g，焙燒，最終得到還原鐵粉6.16g，計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量___________。

（5）以羰基化合物為載體運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理分離、提純某納米級(jí)活性鐵粉(含有一些不反應(yīng)的雜質(zhì))，反應(yīng)裝置如下圖。

Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g) △H<0，T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

【答案】 第四周期第Ⅷ族 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 KSCN溶液 4FeCO3·nH2O+O2=4FeOOH+4CO2+(4n-2)H2O 0.89g <

【解析】（1）鐵的核電荷數(shù)為26，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,位于周期表中第四周期第Ⅷ族；正確答案：第四周期第Ⅷ族。

（2）Fe(OH)2與空氣中的氧氣、水共同反應(yīng)生成Fe(OH)3，化學(xué)方程式為：4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ；正確答案：4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 。

（3）①由FeSO4溶液先進(jìn)行加熱濃縮，變?yōu)闈馊芤海�然后冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等操作，制得FeSO4·7H2O；正確答案：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

②亞鐵離子還原性較強(qiáng)，易被氧化為鐵離子；因此檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)，就是要檢驗(yàn)鐵離子的存在，可以用硫氰化鉀溶液，若出現(xiàn)紅色溶液，則有鐵離子存在，綠礬(FeSO4·7H2O)已變質(zhì)；正確答案：KSCN溶液。

（4）①干燥過(guò)程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水,過(guò)程中會(huì)有少量FeCO3·nH2O被空氣氧化為FeOOH,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒規(guī)律,化學(xué)方程式為: 4FeCO3·nH2O+O2=4FeOOH+4CO2+(4n-2)H2O ；正確答案：4FeCO3·nH2O+O2=4FeOOH+4CO2+(4n-2)H2O 。

②設(shè)樣品中FeCO3的物質(zhì)的量為xmol, FeOOH的物質(zhì)的量為ymol,則根據(jù)質(zhì)量守恒和鐵原子的量守恒列方程如下：116x+89y=12.49，x+y=6.16/56=0.11，解之得y=0.01mol，樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量為0.01×89=0.89g,正確答案：0.89g。

（5）反應(yīng)Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5，△H<0，鐵粉和一氧化碳化合成羰基合鐵時(shí)放出熱量,低溫有利于合成易揮發(fā)的羰基合鐵,羰基合鐵易揮發(fā)，雜質(zhì)殘留在玻璃管左端；當(dāng)羰基合鐵揮發(fā)到較高溫度區(qū)域T2時(shí),羰基合鐵分解,純鐵粉殘留在右端，一氧化碳循環(huán)利用，所以T1<T2；正確答案：<。