Question

6．某鐵礦石（只含金屬氧化物和SiO₂）溶于過(guò)量鹽酸后，過(guò)濾所得濾液可用來(lái)制氧化鐵涂料．
（1）向上述濾液中可加入C來(lái)證明含有Fe²⁺；
A．酸性KMnO₄溶液   B．NaOH溶液   C．溴水    D．KSCN溶液+氯水
（2）若某鐵礦石的質(zhì)量為3.31g，溶于適量鹽酸后，然后加過(guò)量堿溶液，生成沉淀，再灼燒沉淀，得2.40g Fe₂O₃，已知該鐵礦石中鐵的氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，試計(jì)算：
①該鐵礦石中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.8%；
②該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式Fe₃O₄；
（3）若濾液為1L AlCl₃和FeCl₃混合溶液，向其中加入含a mol NaOH溶液時(shí)，產(chǎn)生的沉淀量可達(dá)最大值，繼續(xù)加入NaOH溶液，沉淀開(kāi)始溶解，當(dāng)前后加入的NaOH總量達(dá)到b mol時(shí)，沉淀不再減少，則原溶液中Fe³⁺的物質(zhì)的量濃度為$\frac{4a-3b}{3}$mol/L．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子能使溴水褪色；
（2）①沉淀灼燒最后得到的固體為Fe₂O₃，2.40g Fe₂O₃中Fe元素的質(zhì)量等于樣品中鐵元素的質(zhì)量，利用Fe元素守恒計(jì)算鐵礦石中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②鐵礦石中鐵的氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，3.31g某鐵礦石樣品，其氧化物的質(zhì)量為3.31g×70%=2.317g，根據(jù)質(zhì)量守恒，計(jì)算氧元素的質(zhì)量，據(jù)此求出鐵和氧的原子個(gè)數(shù)比，求算該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式．
（3）沉淀量由最大到不再減少變化的量是Al（OH）₃，結(jié)合方程式利用氫氧化鈉的物質(zhì)的量求出Al（OH）₃的物質(zhì)的量，根據(jù)Al（OH）₃的物質(zhì)的量求出生成Al（OH）₃所用NaOH的物質(zhì)的量，產(chǎn)生的沉淀量達(dá)最大值時(shí)使用的氫氧化鈉的物質(zhì)的量減去生成Al（OH）₃所用NaOH的物質(zhì)的量，就是生成Fe（OH）₃時(shí)使用的氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式求出FeCl₃的物質(zhì)的量，根據(jù)物質(zhì)的量濃度濃度公式求出濃度即可．

解答 解：（1）鐵的氧化物溶于鹽酸形成的溶液中含有鐵離子和亞鐵離子，亞鐵離子能是溴水褪色，可以用溴水檢驗(yàn)，由于溶液中含有鐵離子所以不能用NaOH檢驗(yàn)，也不能用KSCN溶液和氯水檢驗(yàn)，高錳酸鉀能與鹽酸生成氯氣也不能檢驗(yàn)；
故答案為：C；
（2）①沉淀灼燒最后得到的固體為Fe₂O₃，2.40g Fe₂O₃中Fe元素的物質(zhì)的量n（Fe）=$\frac{2.4g}{160g/mol}$×2=0.03mol，
鐵礦石中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.03mol×56g/mol}{3.31g}$×100%≈50.8%，
故答案為：50.8%；
②鐵礦石中鐵的氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，3.31g某鐵礦石樣品，其氧化物的質(zhì)量為3.31g×70%=2.317g，
鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為：2.317g-0.03mol×56g/mol=0.637g，
則n（O）=$\frac{0.637g}{16g/mol}$≈0.04mol，n（Fe）：n（O）=0.03：0.04=3：4，故鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe₃O₄，
故答案為：Fe₃O₄；
（3）開(kāi)始產(chǎn)生沉淀至沉淀量達(dá)最大值發(fā)生反應(yīng)：
FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl
AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
繼續(xù)加入NaOH溶液，沉淀開(kāi)始溶解至沉淀完全不再減少發(fā)生反應(yīng)：
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
沉淀開(kāi)始溶解至沉淀完全不再減少，使用NaOH的物質(zhì)的量為（b-a）mol，Al（OH）₃與NaOH發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量之比是1：1，
所以，Al（OH）₃的物質(zhì)的量是（b-a）mol；
根據(jù)方程式：AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl，當(dāng)有（b-a）molAl（OH）₃生成時(shí)，需要NaOH的物質(zhì)的量是Al（OH）₃的3倍，
所以需要NaOH的物質(zhì)的量是3（b-a）molAl；
與氯化鐵反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量為amol-3（b-a）mol=（4a-3b）mol，
根據(jù)反應(yīng)方程式：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl知，生成Fe（OH）₃所用NaOH物質(zhì)的量是FeCl₃的3倍，所以FeCl₃的物質(zhì)的量是$\frac{4a-3b}{3}$mol，
因?yàn)槿芤旱捏w積是1L，所以FeCl₃的物質(zhì)的量濃度是：$\frac{4a-3b}{3}$mol/L，
故答案為：$\frac{4a-3b}{3}$mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子檢驗(yàn)、有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，注意根據(jù)相關(guān)反應(yīng)的離子方程式計(jì)算該題，答題時(shí)注意體會(huì)做題思路．