Question

【題目】從古至今，鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大改變。
（1）古代中國四大發(fā)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(xué)成分為：SiO2約45%，F(xiàn)e2O3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(chǎn)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]=1.0×1032 ， 此時理論上將Al3+沉淀完全，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(xué)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(chǎn)生沉淀，寫出該沉淀的化學(xué)式。請用平衡移動的原理，結(jié)合必要的離子方程式，對此現(xiàn)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(fù)分解反應(yīng)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是否含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】
（1）c
（2）CO 和 SO2；5；Fe2+＋2HCO3?==FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
（3）Fe(OH)3；Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入CuO與H+反應(yīng)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）3[Fe(CN)6]4?+ 4Fe3+== Fe4[Fe(CN)6]3↓；②堿性條件下，F(xiàn)e2+與CN?結(jié)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(yīng)生成普魯士藍使試紙顯藍色
【解析】解：(1)天然磁石成分為磁鐵礦，主要成分是Fe3O4 ， c正確。(2)①煤炭在空氣中燃燒生成CO 和 SO2等有毒氣體。②理論上當(dāng)c（Al3+）≤1.0×10-5mol·L-1時認(rèn)為Al3+已沉淀完全，以c（Al3+）=1.0×10-5mol·L-1代入Ksp[Al(OH)3]= c（Al3+）×c3（OH-）=1.0×1032
， 可求得c（OH-）=1.0×109 mol·L-1 ， 則此時溶液的pH=5。③步驟iⅤ中，根據(jù)流程圖可知，反應(yīng)物為HCO3-和Fe2+ ， 生成物為FeCO3 ， 根據(jù)原子守恒判斷，應(yīng)有H+生成，但H+可以與HCO3-繼續(xù)反應(yīng)生成CO2和H2O,，所以整個過程離子方程式為: Fe2+＋2HCO3==FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。（3）Cu2+和Fe3+均能水解而使溶液顯酸性，但Fe3+的水解程度比Cu2+的大，F(xiàn)e3+的水解反應(yīng)為Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ， 加入CuO能與H+反應(yīng)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直接從合成方法圖示可看出，[Fe(CN)6]4與Fe3+反應(yīng)生成Fe4[Fe(CN)6]3藍色沉淀，離子方程式為: 3[Fe(CN)6]4+ 4Fe3+== Fe4[Fe(CN)6]3↓。②堿性條件下，HCN轉(zhuǎn)化為CN-。FeSO4中的Fe2+
與CN-結(jié)合生成[Fe(CN)6]4、Fe2+被空氣中的氧氣氧化生成Fe3+;[Fe(CN)6]4與Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍使試紙顯藍色，從而達到檢測食品中CN-的目的。