Question

（14分）2013年6月，我國“蛟龍”號再次刷新“中國深度”——下潛7062米，為我國深海礦物資源的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。海洋深處有豐富的錳結(jié)核礦，錳結(jié)核的主要成分是MnO2，同時還含有黃銅礦。

Ⅰ、“蛟龍”號外殼是用特殊的鈦合金材料制成，它可以在7000m的深海中承受重壓，Ti是以鈦白粉（TiO2）為原料進行生產(chǎn)，鈦白粉是利用TiO2＋發(fā)生水解生成鈦酸（H2TiO3）沉淀，再煅燒沉淀制得的。TiO2＋發(fā)生水解的離子方程式為____________________________。

Ⅱ、MnO2是一種重要的無機功能材料，工業(yè)上從錳結(jié)核中制取純凈的MnO2工藝流程如下圖所示：

（1）步驟Ⅱ中以NaClO3為氧化劑，當(dāng)生成0.05molMnO2時，消耗0.1mol/L的NaClO3溶液200ml，該反應(yīng)離子方程式為_______________________________。

（2）已知溶液B的溶質(zhì)之一可循環(huán)用于上述生產(chǎn)，此物質(zhì)的名稱是____________。

Ⅲ、利用黃銅礦煉銅產(chǎn)生的爐渣（含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3等）可制備Fe2O3，方法為：

（A）用過量的稀鹽酸浸取爐渣、過濾；（B）向濾液中加入5％的H2O2，再向其中加入過量的NaOH溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥、煅燒得到Fe2O3。根據(jù)以上信息回答下列問題：

（1）（B）中向濾液中加入5%的H2O2，其目的是_________________________________。

（2）設(shè)計實驗證明爐渣中含有FeO___________________________________________。

（3）將煅燒得到的Fe2O3還原為Fe單質(zhì)，再將質(zhì)量為m g的Fe單質(zhì)分成相等的四份，分別與50mL、100mL、150mL、200mL的等濃度的稀硝酸反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物NO在標(biāo)況下的體積見附表：

實驗	①	②	③	④
V(HNO3)/ml	50	100	150	200
V(NO)/L	1.344	2.688	3.36	3.36

則：①m＝________g。

②寫出實驗②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________。

 

Answer 1

Ⅰ、TiO2＋＋2H2O＝H2TiO3↓＋2H＋

Ⅱ、（1）2ClO3－＋5Mn2＋＋4H2O＝5MnO2＋8H＋＋Cl2↑（2）氯酸鈉

Ⅲ、（1）氧化亞鐵離子 （2）取爐渣少許，用稀硫酸浸取后的溶液使KMnO4溶液褪色（答案合理即可）

（3）①33.6 ②5Fe＋16HNO3＝2Fe(NO3)3＋3Fe(NO3)2＋8H2O＋4NO↑（分步且正確的書寫也可給分）

【解析】

試題分析：Ⅰ、TiO2＋發(fā)生水解生成鈦酸（H2TiO3）沉淀，則根據(jù)原子守恒可知，還有氫離子產(chǎn)生，因此TiO2＋發(fā)生水解的離子方程式為TiO2＋＋2H2O＝H2TiO3↓＋2H＋。

Ⅱ、（1）0.1mol/L的NaClO3溶液200ml的物質(zhì)的量是0.02mol，當(dāng)生成0.05molMnO2時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.05mol×（4－2）＝0.1mol，根據(jù)電子得失守恒可知0.02mol氯酸鈉得到0.1mol電子，因此氯元素的化合價變化5價，即從＋5價降低到0價，因此還原產(chǎn)物是氯氣，所以該反應(yīng)離子方程式為2ClO3－＋5Mn2＋＋4H2O＝5MnO2＋8H＋＋Cl2↑。

（2）氯氣與熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯酸鈉、氯化鈉和水，因此可以循環(huán)的物質(zhì)B是氯酸鈉。

Ⅲ、（1）濾液中含有亞鐵離子，必須濾液雙氧水的氧化性將亞鐵離子氧化為鐵離子，且不會引入新的雜質(zhì)。

（2）亞鐵離子具有還原性，因此檢驗爐渣中含有FeO的實驗方法是取爐渣少許，用稀硫酸浸取后的溶液使KMnO4溶液褪色。

（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知實驗③后硝酸是過量的，則鐵與足量稀硝酸反應(yīng)最多生成3.36LNO，NO的物質(zhì)的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.15mol×（5－2）＝0.45mol，因此根據(jù)電子得失守恒可知消耗鐵的物質(zhì)的量是1.45mol÷3＝0.15mol，因此原鐵的物質(zhì)的量是0.15mol×4＝0.6mol，質(zhì)量是0.6mol×56g/mol＝33.6g。

②實驗②中產(chǎn)生NO的物質(zhì)的量是2.688L÷22.4L/mol＝0.12mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.36mol。設(shè)生成硝酸鐵和硝酸亞鐵的物質(zhì)的量是xmol和ymol，則x＋y＝0.15、3x＋2y＝0.36，解得x＝0.06、y＝0.09，即硝酸鐵與硝酸亞鐵的物質(zhì)的量之比是2:3，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Fe＋16HNO3＝2Fe(NO3)3＋3Fe(NO3)2＋8H2O＋4NO↑。

考點：考查工藝流程圖的有關(guān)判斷與計算、離子檢驗以及氧化還原反應(yīng)的有關(guān)應(yīng)用與計算