Question

鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示：

回答下列有關(guān)問題：
（1）鐵元素在周期表中的位置是___________________________。
（2）Fe與過量稀硫酸反應(yīng)可以制取FeSO₄。若用反應(yīng)所得的酸性溶液，實(shí)現(xiàn)上述①的轉(zhuǎn)化，要求產(chǎn)物純凈，可選用的試劑是________（選填序號(hào)）。
A．Cl₂          B．Fe          C．HNO₃         D．H₂O₂
（3）上述轉(zhuǎn)化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽極浸出的反應(yīng)比較復(fù)雜，其中有一主要反應(yīng)CuFeS₂+4Fe³⁺＝Cu²⁺+5Fe²⁺+2S（CuFeS₂中S為-2價(jià)），下列說法正確的是________（選填序號(hào)）。
A．從物質(zhì)分類的角度看，黃銅礦屬于合金
B．反應(yīng)中，所有鐵元素均被還原
C．反應(yīng)中，CuFeS₂既作氧化劑又作還原劑
D．當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，46 g CuFeS₂參加反應(yīng)
（4）下述反應(yīng)中，若FeSO₄和O₂的系數(shù)比為2︰1，試配平下列方程式：
FeSO₄ +  K₂O₂ →  K₂FeO₄ +  K₂O +  K₂SO₄ +  O₂↑
（5）向某稀HNO₃和Fe(NO₃)₃的混合溶液中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生無色氣體，  該氣體遇空氣變紅棕色，溶液中Fe²⁺濃度和加入Fe粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如右圖所示。則混合溶液中HNO₃和Fe(NO₃)₃的物質(zhì)的量濃度之比為__________。

（6）某同學(xué)將鐵與水蒸氣高溫反應(yīng)后的固體物質(zhì)溶解在過量鹽酸中，如何判斷所得溶液中是否含有Fe³⁺？ ___________________________________________________________。

Answer 1

（1）第四周期第Ⅷ族（2）D（3）D（4）2  6  2  2  2  1
（5）4∶1（6）取少量溶液于試管中，加入2~3滴KSCN溶液，如溶液呈血紅色，則有Fe³⁺，反之則無。（其他合理答案均可，但不適用NaOH）

試題分析：（1）鐵元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。
（2）要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺需要加氧化劑才能實(shí)現(xiàn)，要使產(chǎn)物純凈，必須所加試劑發(fā)生反應(yīng)后，不引進(jìn)雜質(zhì)；A、氯氣具有氧化性，能將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，但同時(shí)有氯離子生成，引進(jìn)了雜質(zhì)離子，錯(cuò)誤；B、鐵不能把二價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，錯(cuò)誤；C、硝酸能將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，但溶液中會(huì)引進(jìn)雜質(zhì)硝酸根離子，錯(cuò)誤；D、雙氧水能將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，產(chǎn)物為水，不引進(jìn)雜質(zhì)，正確。
（3）A、合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合在一起形成的具有金屬特性的物質(zhì)，黃銅礦不是合金，錯(cuò)誤；B、CuFeS₂中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，反應(yīng)物Fe³⁺的化合價(jià)為+3價(jià)，生成物中Fe²⁺的化合價(jià)為+2價(jià)，所以不是所有鐵元素均被還原，錯(cuò)誤；C、CuFeS₂中只有S元素的化合價(jià)升高，其他元素的化合價(jià)不變，所以CuFeS₂只作還原劑，錯(cuò)誤；D、該反應(yīng)中硫元素的化合價(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)（2個(gè)硫原子變價(jià)），鐵元素的化合價(jià)由+3價(jià)降低到+2價(jià)（4個(gè)鐵變價(jià)），故1mol CuFeS₂參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，46 g CuFeS₂的物質(zhì)的量為0.25mol，參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為1mol，正確。
（4）結(jié)合題給信息利用化合價(jià)升降法配平，化學(xué)方程式為2FeSO₄+6K₂O₂=2K₂FeO₄+2K₂O+2K₂SO₄+O₂↑，答案為：2、6、2、2、2、1；
（5）稀溶液中HNO₃和Fe(NO₃)₃的氧化性順序?yàn)镠NO₃＞Fe(NO₃)₃，加入鐵后會(huì)依次發(fā)生氧化還原反應(yīng)，①Fe+4HNO₃= Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O；②Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；從圖象中可知鐵為1mol時(shí)，無Fe²⁺生成，發(fā)生反應(yīng)①消耗硝酸為4mol，生成Fe³⁺1mol；再加入1mol鐵發(fā)生反應(yīng)②生成Fe²⁺物質(zhì)的量為3mol，反應(yīng)的Fe³⁺物質(zhì)的量為2mol，其中原溶液中的Fe³⁺物質(zhì)的量1mol；混合溶液中HNO₃和Fe(NO₃)₃的物質(zhì)的量濃度之比為4：1。
（6）考查Fe³⁺的檢驗(yàn)方法，答案為：取少量溶液于試管中，加入2~3滴KSCN溶液，如溶液呈血紅色，則有Fe³⁺，反之則無Fe³⁺。