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铁的氧化物
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钛是一种重要的金属,工业上用钛铁矿(FeTiO 3,含FeO、Al 2O 3、SiO 2等杂质)为原料制钛白粉(TiO 2),TiO 2常通过两种方法还原可制得Ti. 其中,2H 2SO 4+FeTiO 3=TiOSO 4+FeSO 4+2H 2O.回答下列问题. (1)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,该过程中发生反应的化学方程式有: SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O和______. (2)滤液①中的溶质主要是FeSO 4,检验其中Fe 2+的方法是: ______. (3)从TiOSO 4→H 2TiO 3需要加热,则加热的目的是______. (4)电解TiO 2来获得Ti是以TiO 2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池.其阴极反应的电极反应式为______. (5)因为TiO 2 (s)+2Cl 2 (g) TiCl 4(l)+O 2 (g);△H=+151kJ/mol反应难于发生,所以工业上不能直接由TiO 2和Cl 2反应来制取TiCl 4.当反应体系中加入碳后,反应分如下两步进行(如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同). 2C(s)+O 2(g)=2CO (g);△H=-221kJ/mol. TiO 2(s)+2C (s)+2Cl 2 (g) TiCl 4 (l)+2CO (g);△H=______. (6)从化学平衡的角度解释:往TiO 2和Cl 2反应体系中加入碳后,能使反应TiO 2 (s)+2Cl 2 (g) TiCl 4(l)+O 2 (g)顺利进行的原因是______.
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高温 . 硫铁矿烧渣(主要成分为Fe 2O 3、Fe 3O 4、FeO、SiO 2等)是生产硫酸的工业废渣,其综合利用对环境保护具有现实意义.利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下: 已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示: 回答下列问题: (1)酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是______. (2)煅烧FeCO 3生成产品I的化学反应方程式为______.实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有______. (3)产品Ⅱ的化学式为______,为了获得产品Ⅱ,向(NH 4) 2SO 4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是:______. (4)检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液,______.
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铁及其化合物在日常生活应用广泛,请根据下列实验回答问题: (1)钢铁的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀的负极反应式为:______;将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后,放入如图所示装置中,下列叙述正确的是______ A.过一段时间,乙试管中的导管内水柱上升 B.甲试管中铁钉发生了化学腐蚀 C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快 (2)生铁中含有一种铁碳化合物X( Fe 3C). X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是:______;X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式______. (3)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下: 回答下列问题: ①操作Ⅰ的名称是______,操作Ⅱ的名称是______; ②Na 2CO 3溶液可以除油污,原因是(用离子方程式表示)______; ③请完成生成FeCO 3沉淀的离子方程式:Fe 2++HCO 3 - FeCO 3↓+______+H 2O; ④写出在空气中煅烧FeCO 3的化学方程式______.
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从铝土矿(主要成分是Al 2O 3,含RO 2、Fe 2O 3等杂质)中提取Al 2O 3的一种工艺流程如下: (1)元素R位于周期表中的第三周期,其最高正化合价和负化合价的绝对值相等.RO 2的用途有(写出1条即可)______. (2)铝土矿加入足量烧碱溶液后主要反应的离子方程式为 ①______. ②______. (3)工业上通过电解氧化铝和冰晶石的熔融液来冶炼金属铝.已知电极材料为惰性材料,阳极反应式为______. (4)氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应,制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X.已知每转移3mol e -,有1.5mol化合物X生成,此反应的化学方程式______.
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某学习小组利用下图所示装置进行“铁与水气反应”和其他实验(略去了夹持仪器). (1)仪器B的名称是______,石棉绒的作用是______. (2)B中发生反应的化学方程式是______. (3)加热E以前要对装置中的气体验纯,方法是:收集一试管气体,然后______. (4)已知有反应:Cu 20+2H +→Cu+Cu 2++H 20,则可用来检验反应后E中的红色固体中除Cu外是否含Cu 20,可用的试剂是______(填序号) a.稀硝酸 b.稀硫酸 c.盐酸 d.浓硫酸 (5)在E后若再接二个盛碱石灰的干燥管(依次称为F和G),则还可用该装置测定水的组成或铜的相对原子质量.若反应前盛有药品的E、F的质量分别是bg、cg,反应后分别是dg、eg. ①水中元素的物质的量之比可表示为n(H):n(0)=______;若反应后E中除Cu外还含有另种还原产物Cu 20,则该比值将______ (选填“偏大”“偏小”或“无影响”). ②若空的E管的质量为ag,加热后CuO完全还原为Cu,则铜的相对原子质量可表示为______.
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聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理.用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe 3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe 3+必须先还原为Fe 2+.实验步骤如下: (1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有______. (a)玻璃棒 (b)烧杯 (c)烧瓶 (2)步骤II取样分析溶液中Fe 2+、Fe 3+的含量,目的是______和确定氧化Fe 2+所需NaClO 3的量: (a) 控制溶液中Fe 2+与Fe 3+含量比 (b) 确保铁的氧化物酸溶完全 (c) 确定下一步还原所需铁的量 (3)完成步骤IV中的氧化还原反应:补充产物并配平: ______ Fe 2++______ClO 3 -+______H +=______Fe 3++Cl -+______ (4)聚合硫酸铁溶液中SO 4 2¯与Fe 3+物质的量之比不是3:2.根据下列提供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中SO 4 2¯与Fe 3+物质的量之比.测定时所需的试剂______. (a) NaOH (b) FeSO 4 (c) BaCl 2 (d) NaClO 3 需要测定Fe 2O 3和______的质量(填写化合物的化学式).
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新型材料纳米α-Fe粉具有超强的磁性能,可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等.在不同温度下,α-Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃时,生成FeO,高于570℃时,生成Fe 3O 4.某校化学小组学生利用图1所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去). (1)在高温下,装置B中发生反应的化学方程式是______. (2)请在图2装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置______. (3)该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验: 【查阅资料】该小组同学通过资料得知,固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合. 【提出假设】 假设1:全部为氧化亚铁; 假设2:全部为四氧化三铁; 假设3:铁和氧化亚铁混合物; 假设4:铁和四氧化三儿混合物; 假设5:______. 【设计方案】小组成员讨论后对假设4提出实验方案(不要在答题卡上作答) 【实验过程】 根据上述设计的方案进行实验.在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论. 实验步骤 实验操作 实验现象 Ⅰ 将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入适量盐酸,微热 黑色粉末全部溶解,溶液呈______,有少量气泡产生 Ⅱ 向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液,振荡 溶液不显血红色 【交流讨论】①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因______. ②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸,立即出现血色,写出该过程中发生变化的离子方程式______.
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某校研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究. (1)提出假设:该反应的气体产物全部是二氧化碳. (2)设计方案:将一定量的氧化铁在隔绝氧气条件下与过量炭粉完全反应(如图),测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比. (3)查阅资料:氮气不与炭粉、氧化铁发生反应,可用来隔绝氧气.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式:______. (4)实验操作: 操作步骤及实验现象 简答 ①称取3.2g氧化铁与2g炭粉均匀混合,放入48.48g的玻璃管中,按如图装置连接 ②加热前,先通一段时间纯净、干燥的氮气 其目的是:______ ③夹紧T处弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水变浑浊 该现象说明:______ ④完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为52.24g (5)数据处理:经计算,参加反应的碳元素质量为______g. (6)得到结论:根据数据处理结果,得出原假设不成立,理由是:______ (7)根据数据处理结果,反应生成的气体是______,该实验的化学方程式为:______. (8)该实验设计存在不合理之处,请指出并说明改进方法______.
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三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料.某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe 2O 3、Cu 2O或二者混合物.探究过程如下: 查阅资料 Cu 2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO 4,在空气中加热生成CuO 提出假设 假设1:红色粉末是Fe 2O 3 假设2:红色粉末是Cu 2O 假设3:红色粉末是Fe 2O 3和Cu 2O的混合物 设计探究实验 取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂. (1)若假设1成立,则实验现象是______. (2)若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁.你认为这种说法合理吗?______.简述你的理由(可不写反应的方程式 )______. (3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是______,写出发生反应的离子方程式______. 探究延伸 经实验分析,确定红色粉末为Fe 2O 3和Cu 2O的混合物. (4)实验小组欲用加热法测定Cu 2O的质量分数.取a g固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为bg( b>a),则混合物中Cu 2O的质量分数为______. (5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矶 (CuSO 4.5H 2O).经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu 2+、Fe 2+、Fe 3+分别生成沉淀的pH 如下: 物质 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀pH 6.0 7.5 1.4 沉淀完全pH 13 14 3.7 实验室有下列试剂可供选择:A.氯水 B.H 2O 2 C.NaOH D.Cu 2(OH) 2CO 3 实验小组设计如下实验方案: 试回答: 试剂1为______,试剂2为______(填字母序号);固体x的化学式是______.
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含铁元素的物质有很多,它们对人体健康、生产生活都有重要作用,请完成以下填空: (1)指出下列化合物中铁元素的化合价(O均为-2价):Fe(OH) 2______ Fe 2O 3______ Na 2FeO 4______ (2)取少量某品牌油漆的原料Fe 2O 3(红棕色粉末)并加入适量盐酸,反应后得到棕黄色FeCl 3溶液,取少量棕黄色溶液置于试管中,滴入NaOH溶液,可观察到Fe(OH) 3沉淀生成,生成沉淀的离子方程式为______.另在小烧杯中加入30mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入2mL 上述棕黄色溶液,继续加热至______色液体,停止加热,用______物理方法证明所得分散系的类别,写出制备该分散系的化学方程式______. (3)高铁酸钠(Na 2FeO 4)能有效地杀灭水中的病菌.工业制备Na 2FeO 4的化学方程式: 2FeCl 3+10NaOH+3NaClO=2Na 2FeO 4+9NaCl+5H 2O(O均为-2价),请用双线桥表示该反应的电子转移方向和总数______. (4)一个体重50kg的健康人含铁元素2g,Fe 2+易被人体吸收,所以给贫血者补充铁时,服用维生素C可使食物中的Fe 3+转化成Fe 2+,有利于人体对铁的吸收.维生素C在这个反应中表现______(“氧化性”“还原性”).
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