Question

鈮鐵礦主要含有Nb₂O₅、Fe₂O₃等，工業(yè)上用鈮鐵礦生產(chǎn)鈮及硫酸亞鐵的生產(chǎn)流程如圖：

（1）已知Nb（OH）₅實際上是水和氧化鈮，它能跟酸起復分解反應(yīng)．結(jié)合上述流程可知Nb（OH）₅具有

 

（填“堿性”、“酸性”或“兩性”）．
（2）檢驗濾液中的陽離子所需使用的試劑的名稱為

 

．
（3）Nb₂O₅與Al反應(yīng)的化學方程式為

 

，該反應(yīng)稱為

 

．
（4）濾液與單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（5）若10.0kg鈮鐵礦經(jīng)上述生產(chǎn)流程制得4.56kgFeSO₄，則原鈮鐵礦中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為

 

（假定鈮鐵礦中鐵均以Fe₂O₃形態(tài)存在）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

分析：鈮鐵礦含Nb₂O₅、Fe₂O₃，由流程可知，加入氫氧化鈉共熔后加水得到不溶物為Fe₂O₃ 等，加入硫酸反應(yīng)過濾得到生成硫酸鐵溶液，加入金屬鐵還原硫酸鐵為硫酸亞鐵，得到添加劑FeSO₄；加入水得到溶液是氫氧化鈉和Nb₂O₅反應(yīng)生成NaNbO₃溶于水形成的溶液，加稀硝酸煮沸得到Nb₂O₅和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Nb，以此來解答．

解答： 解：（1）Nb（OH）₅實際上是水合氧化鈮，它能跟酸起復分解反應(yīng)，根據(jù)流程過程可知氧化鈮會和氫氧化鈉反應(yīng)，說明Nb（OH）₅實即可以和酸反應(yīng)也可以和堿發(fā)生復分解反應(yīng)，證明Nb（OH）₅具有兩性，故答案為：兩性；
（2）濾液主要為硫酸鐵溶液，檢驗鐵離子的存在可以用硫氰化鉀或硫氰化鈉與鐵離子反應(yīng)生成血紅色溶液，故答案為：硫氰化鉀或硫氰化鈉等； 
（3）由流程圖結(jié)合鋁熱反應(yīng)原理寫出化學方程式為3Nb₂O₅+10Al

高溫  .

6Nb+5Al₂O₃，為鋁熱反應(yīng)，
故答案為：3Nb₂O₅+10Al

高溫  .

 6Nb+5Al₂O₃； 鋁熱反應(yīng)；
（4）依據(jù)推斷分析，濾液是硫酸鐵加入鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺； 
（5）若10.0kg鈮鐵礦經(jīng)上述生產(chǎn)流程制得4.56kgFeSO₄，則n（FeSO₄）=

4.56g

152g/mol

×10³=30mol，由反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺可知，10.0kg鈮鐵礦中含有20molFe，質(zhì)量為20mol×56g/mol=1.12kg，所以原鈮鐵礦中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為

1.12

10

×100%=11.2%，
故答案為：11.2%．

點評：本題考查物質(zhì)的制備、分離以及含量的測定，為高考常見題型，考查學生對工藝流程理解、閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)及方程式的書寫等，難度中等，理解工藝流程是關(guān)鍵，需要學生具有閱讀題目獲取信息能力和靈活運用基礎(chǔ)知識分析問題、解決問題能力．