Question

【題目】從古至今，鐵及其化合物在人類生產生活中的作用發生了巨大變化。

（1）古代中國四大發明之一的指南針是由天然磁石制成的，其主要成分是______（填字母序號）。

a．Fe b．FeO c．Fe3O4 d．Fe2O3

（2）硫酸渣的主要化學成分為：SiO2約45%，Fe2O3約40%，Al2O3約10%，MgO約5%。用該廢渣制取藥用輔料——紅氧化鐵的工藝流程如下（部分操作和條件略）：

回答下列問題：

①在步驟i中產生的有毒氣體可能有__________________。

②在步驟iii操作中，要除去的離子之一為Al3＋。若常溫時Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－32，此時理論上將Al3＋沉淀完全（Al3+的濃度為10-5mol/L），則溶液的pH為____________。

③步驟iv中，生成FeCO3的離子方程式是_________________________________。

（3）氯化鐵溶液稱為化學試劑中的“多面手”，向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入氧化銅粉末會產生新的沉淀，寫出該沉淀的化學式_________________。請用平衡移動的原理，結合必要的離子方程式，對此現象作出解釋：___________________________________。

（4）①古老而神奇的藍色染料普魯士藍的合成方法如下：

復分解反應ii的離子方程式是________________________________________________。

②如今基于普魯士藍合成原理可檢測食品中CN－，方案如下：

若試紙變藍則證明食品中含有CN－，請解釋檢測時試紙中FeSO4的作用：___________。

Answer 1

【答案】cCO和SO2等5Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2OFe(OH)3Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+加入CuO與H+反應生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動，生成Fe(OH)3沉淀3[Fe(CN)6] 4－+ 4Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3↓堿性條件下，Fe2+與CN－結合生成[Fe(CN)6]4－；Fe2+被空氣中O2氧化生成Fe3+；[Fe(CN)6]4－與Fe3+反應生成普魯士藍使試紙顯藍色

【解析】

（1）天然磁石成分為四氧化三鐵；（2）工業廢渣主要含Fe2O3及少量SiO2、A12O3、MgO等雜質，加煤燃燒可生成CO、SO2等有毒氣體，加硫酸后只有二氧化硅不反應，過濾除去二氧化硅，然后調節pH，Fe3+和Al3+完全轉化為沉淀，而亞鐵離子沒有轉化為沉淀，向濾液加入碳酸氫銨將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，過濾得到A為碳酸亞鐵，需要洗滌、干燥，然后加熱得到氧化鐵；（3）Fe3+會水解產生較多的H+：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO與H+反應生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動，生成Fe(OH)3沉淀，CuO促進鐵離子水解；（4）①鐵離子與[Fe(CN)6]4-反應生成Fe4[Fe(CN)6]3沉淀；②若試紙變藍則證明食品中含有CN-，Fe2+與CN-結合生成[Fe(CN)6]4-；Fe2+被空氣中O2氧化生成Fe3+；[Fe(CN)6]4-與Fe3+反應生成普魯士藍使試紙顯藍色。

（1）古代中國四大發明之一的司南是由天然磁石制成的，磁鐵成分主要是四氧化三鐵；故答案為：c；（2）①由分析可知，“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有CO、SO2等；②常溫時Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32，此時理論上將Al3+沉淀完全，c（OH-）===10-9，則c（H+）==10-5mol/L，pH=5；③生成FeCO3的離子方程式是：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；（3）因為Fe3+會水解產生較多的H+：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，加入CuO與H+反應生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動，生成Fe（OH）3沉淀；（4）①復分解反應ii的離子方程式為：3[Fe（CN）6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe（CN）6]3↓；②基于普魯士藍合成原理可檢測食品中CN-，堿性條件下，Fe2+與CN-結合生成[Fe（CN）6]4-；Fe2+被空氣中O2氧化生成Fe3+；[Fe（CN）6]4- 與Fe3+反應生成普魯士藍使試紙顯藍色。