Question

（16分）鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活應用廣泛，請根據下列實驗回答問題：
（1）生鐵中含有一種鐵碳化合物X（Fe₃C）。 X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過量鹽酸的溶液中含有的大量陽離子是       ；X與過量濃硝酸反應后溶液中含有的鹽的化學式      ，檢驗該鹽溶液中含有的陽離子的試劑為________________
（2）某溶液中有Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等四種離子，向其中加入過量的NaOH溶液后,過濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入過量的稀鹽酸，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是________
A．Mg²⁺       B．Fe²⁺           C．Al³⁺            D．Cu²⁺
（3）氧化鐵是重要的工業顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：

回答下列問題：
①操作Ⅰ的名稱是                ，操作Ⅱ的名稱是                ；
操作操作Ⅱ的方法為_____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
②Na₂CO₃溶液可以除油污，原因是（用離子方程式表示）                            ；
③請完成生成FeCO₃沉淀的離子方程式：Fe²⁺ + HCO₃^－     FeCO₃↓+          + H₂O
（4）有些同學認為用KMnO₄溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定（5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺===
5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①實驗前，首先要精確配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除
天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需        。
②該實驗中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是           。
a．稀硝酸       b．稀鹽酸       c．稀硫酸       d．濃硝酸
③某同學設計的下列滴定方式，最合理的是      （夾持部分略去）（填字母序號）

Answer 1

（1）Fe²⁺  Fe³⁺   H⁺；Fe（NO₃）₃   KSCN溶液
（2）BC ；
（3）①過濾，洗滌；在漏斗中加入適量蒸餾水,沒過沉淀, 讓蒸餾水自然流下,重復數次.
② CO₃^2－ + H₂O  HCO₃^－ + OH^－
③  Fe²⁺ + 2HCO₃^- = FeCO₃↓+ CO₂ ↑ + H₂O；
（4）①250mL容量瓶  ②c     ③b

（1）磁性的固體Y應該是四氧化三鐵，所以與足量鹽酸反應后，溶液中的陽離子分別是Fe^2＋、Fe^3＋、H^＋。
由于硝酸足量，故金屬鐵元素一定以Fe（NO₃）₃的形式存在
一般用KSCN溶液來檢驗Fe^3＋的存在
（2）氫氧化鈉是過量的，因此得不到氫氧化鋁沉淀。又因為氫氧化亞鐵極易被氧化生成氫氧化鐵，所以濾渣應該是氫氧化鐵、氫氧化鎂和氫氧化銅。濾渣灼燒后生成氧化鐵、氧化鎂和氧化銅，與足量鹽酸反應生成氯化鐵、氯化鎂和氯化銅，因此所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是Fe^2＋、Al^3＋，即答案選BC。
（3）①濾渣從溶液中分離出的方法是過濾，即操作I的名稱是過濾。碳酸亞鐵沉淀在烘干、煅燒之前必須進行洗滌，所以操作Ⅱ的名稱是洗滌。
②Na₂CO₃溶液由于水解呈堿性：CO₃^2－ + H₂O  HCO₃^－ + OH^－，在堿性條件下油脂可水解為可溶性物質
③濾液中FeSO₄與加入的NH₄HCO₃反應生成了FeCO₃沉淀，為保證電荷守恒及元素守恒，產物中必須還有CO₂及水生成：Fe²⁺ + 2HCO₃^- = FeCO₃↓+ CO₂ ↑ + H₂O
（4）①由于是配制250ml溶液，所以還需要250 mL容量瓶。
②由于高錳酸鉀溶液具有強氧化性，鹽酸在常溫下即可被其氧化，故一般用稀硫酸酸化，所以答案選c(硝酸不論稀、濃均具有強氧化性，一般不作為酸化溶液)
③由于待測溶液水解呈酸性，不能用堿式滴定管盛放，排除c；高錳酸鉀溶液具有強氧化性，不能用堿式滴定管盛放，排除a；故選項b符合題意