第三節(jié)鐵及其重要化合物非選擇題1用、等新型凈水劑替代傳統(tǒng)的凈水劑對淡水進行消毒是城市飲用水處理新技術(shù)。和水處理過程中被還原為和。（1）能凈水的原因有_。（2）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，熔點為、沸點為11.0，易溶于水。可看作是亞氯酸與氯酸的混合酸酐。工業(yè)上用稍潮濕的和草酸在60條件下反應制得，某學生用如圖11-7所示的裝置模擬工業(yè)制取及收集，其中為發(fā)生裝置，為凝集裝置，為尾氣吸收裝置。（1）部分還應添加溫度控制裝置，如用_加熱，部分還應補充_裝置，中應裝的試劑是_溶液。（2）中和中發(fā)生反應的化學方程式為_和_。解析：（1）具有強氧化性，能殺菌消毒，還原產(chǎn)物為，能水解生成膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。（2）水??；冷凝；。2某核素具有放射性，其原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多43，由它組成的固體單質(zhì)，在一定條件下密度為。用射線研究其固體表明，在邊長為的立方體中含有20個原子。在化學反應中常表現(xiàn)為、價，在溶液中穩(wěn)定，而有強氧化性，可將氧化為。氧化物的性質(zhì)與相似，的另一種質(zhì)量數(shù)比少2的同位素較為穩(wěn)定，與鐵可形成合金，在潮濕環(huán)境中易形成鐵銹。的單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學技術(shù)等各個領(lǐng)域都有很多用途。請回答：（1）原子的摩爾質(zhì)量為_。（2）元素處于元素周期表第_周期_族。（3）將少量加入溶液中能否發(fā)生反應？若“否”，其原因是_；若“是”，其離子方程式是_。（4）已知可寫成的形式，若將其看作一種鹽，又可以寫成的形式。根據(jù)化合價規(guī)律和這種書寫方法，若將用上述氧化物形式表示，其化學式可寫成_，若看成鹽則可寫成_。等物質(zhì)的量的和分別在一定條件下和濃鹽酸反應時，所消耗的物質(zhì)的量相等，不同的是：高價的能將鹽酸氧化而產(chǎn)生氯氣。試寫出、分別和濃鹽酸反應的化學方程式：_。（5）因具有氧化性，被大量用于油漆涂料，涂在鋼鐵的表面，有利于形成耐腐蝕的鈍化層，與足量的反應，生成的氧化物、的硝酸鹽和水三種物質(zhì)，此反應的化學方程式為_。（6）據(jù)報道，1994年11月9日德國科學家利用數(shù)億個鎳原子對數(shù)億個原子連續(xù)轟擊數(shù)天后，得到了一種新原子（暫時用表示），它屬于一種新元素，但存在的時間不到千分之一秒。下列關(guān)于該元素的說法中正確的是（ ）。A這種元素與屬于同一族B這種元素屬于第六周期元素C這種新原子的中子數(shù)為159D這種元素肯定屬于金屬元素（7）據(jù)最新報道，1996年2月9日歐洲一科學家小組，由和兩原子經(jīng)核聚合并放出一定數(shù)目的中子后，制得了第112號元素的質(zhì)量數(shù)為227的核素。則兩原子在核聚合過程中放出的中子數(shù)目是（ ）。A47B115C142D162（8）天然放射性同位素（釷）經(jīng)過一系列衰變和衰變后變成。下列論斷中正確的是（ ）。A核比釷核少24個中子B衰變過程中共有4次衰變和8次衰變C核比釷核少8個質(zhì)子D衰變過程中共有6次衰變和4次衰變解析：（1）有關(guān)立方晶體結(jié)構(gòu)的基本運算方法為：先求出一個正方體的體積及一個立方體中實際擁有的微粒（泛指分子、原子或其他微粒組合）個數(shù)；然后求出一個微粒所占的體積；再求出微粒的質(zhì)量；最后求阿伏加德羅常數(shù)個微粒的質(zhì)量（即微粒的質(zhì)量，亦即摩爾質(zhì)量）。由題意可知，核素的晶體結(jié)構(gòu)屬立方晶體，20個原子的體積為，據(jù)此不難求得阿伏加德羅常數(shù)個原子的體積，因此其摩爾質(zhì)量為。（2）20號元素以后的主族元素在元素周期表中位置的快速判斷法：記住各周期的稀有氣體元素的原子序數(shù)（根據(jù)各周期之間同主族元素原子序數(shù)之差值規(guī)律推算）依次為2、10、18、36、54、86；然后根據(jù)未知元素原子序數(shù)大小及所處范圍推導即可。因核素的質(zhì)量數(shù)在數(shù)值上近似等于其摩爾質(zhì)量，因此的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)（即原子序數(shù)）；又因82介于5486之間，因此必處于第六周期，再根據(jù)可推知應處于稀有氣體元素族往左數(shù)的第四個縱行，即第族的鉛元素（）。（3）由提供信息“有強氧化性，可將氧化為”知，的氧化性比還強，而能被氧化為，因此，一定能氧化，其離子方程式為：。（4）解本小題極易因機械模仿而將的氧化物形式寫成，但仔細分析中元素的化合價（和），便不難發(fā)現(xiàn)上式的錯誤（此式中的化合價為和）。根據(jù)化合價規(guī)律不難推出中有兩個價和一個價的，因此，其化學式應為：；根據(jù)無機鹽的命名規(guī)則可知，應該是“偏鐵酸亞鐵”，由此可類推看成鹽時的學名應為“鉛酸亞鉛”，即化學式為：。為順利寫出與鹽酸反應的化學方程式，可借助其氧化物形式來理解：與鹽酸的反應可看成、分別與鹽酸反應的化學方程式的疊加！于是便得到反應的化學方程式：；同理可知，與鹽酸反應的化學方程式也可看成、（注意21的比例）分別與鹽酸反應時的疊加，不過因“高價的能將鹽酸氧化而產(chǎn)生氯氣”，由此類比實驗室制取氯氣的反應，寫出與鹽酸反應的化學方程式：，再與疊加便可得到總反應的化學方程式：。（5）觀察的氧化物表示形式，結(jié)合題意“與足量的反應，生成的氧化物、的硝酸鹽和水種物質(zhì)”及“在溶液中穩(wěn)定”可推知：與反應時，應該是會溶解，而則木溶于。因此反應的化學方程式為：。（6）因為第七周期的稀有氣體元素的原子序數(shù)為，結(jié)合元素周期表的結(jié)構(gòu)可知，該元素應該在第七周期第族（肯定是金屬元素），其中子數(shù)為；因此答案應為C、D。（7）根據(jù)核反應方程式，依質(zhì)量守恒原理可知。選項A正確。（8）與相比，其質(zhì)量數(shù)之差為，質(zhì)子數(shù)之差為，那么，其中子數(shù)之差為。因此，經(jīng)過6次衰變（放出6個氦核）后質(zhì)量數(shù)減少，質(zhì)子數(shù)減少；再經(jīng)過4次衰變（放出4個電子后有4個中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子）又增加4個質(zhì)子就會生成。因此選項C、D正確。3莫爾鹽是硫酸鹽的一種復鹽，是一種重要的化學試劑，它的水溶液中加入不顯紅色，并有如圖11-8所示的反應：根據(jù)以上關(guān)系，按要求填空：（1）氣體的分子式為_。（2）莫爾鹽的化學式為_。（3）部分沉淀與稀反應的離子方程式是_。解析：依題意知，莫爾鹽是硫酸鹽的一種復鹽，則莫爾鹽中一定含有和至少兩種簡單陽離子。莫爾鹽的水溶液中加入不顯紅色，說明溶液中不含。但由框圖可知，莫爾鹽溶液中加入后能生成黑色沉淀，黑色沉淀高溫鍛燒得紅棕色固體，根據(jù)中學所學化學知識推測，紅棕色固體只能是，黑色沉淀是，則莫爾鹽溶液中含有。莫爾鹽溶液中加過量得無色氣體和沉淀。因是堿，能與堿反應生成的無色氣體只能是，由此說明莫爾鹽溶液中含有。綜合得知莫爾鹽中含有、三種離子，從而可推出沉淀中含有和兩種物質(zhì)。加稀能溶解的是，因此溶液是，無色氣體是，紅棕色氣體是。再由電荷守恒，可寫出莫爾鹽的化學式。本題答案為：（1）氣體的分子式為。（2）莫爾鹽的化學式為或。（3）部分沉淀與稀反應的離子方程式是：。4的濃溶液溶解粉的離子方程式如下：，現(xiàn)在溶液中加入銅粉，攪拌使之完全溶解，再向其中加入鐵粉充分反應后過濾得濾渣。若已知，試推斷濾渣是什么物質(zhì)？由此推出上述濾液中存在哪些陽離子？寫出簡要推斷過程。解析：發(fā)生的反應有（1）；（2）；（3）。根據(jù)、的大小關(guān)系分析出鐵粉全部溶解，銅部分被置換，溶液中無（若鐵粉過量則銅全部被置換不合題意），所以濾渣的成分為，溶液中含、。具體討論如下：（1）若濾渣為鐵粉和銅粉，則溶液中被完全置換：過量鐵粉銅粉質(zhì)量，不合題意；（2）若濾渣為鐵粉，則必有銅被置換，不合題意；（3）若濾渣為銅粉，則溶液中被部分置換，且溶液中含有、，符合關(guān)系及反應原理。5含鐵的物質(zhì)在日常生活中有很多。請在課后開展兩項小課題研究：（1）紅磚中氧化鐵成分的檢驗；（2）以廢鐵屑和廢硫酸為原料制備硫酸亞鐵晶體。要求設(shè)計實驗方案，寫出實驗步驟，然后開展實驗。解析：（1）實驗方案：驗證紅磚中氧化鐵成分，我們可以轉(zhuǎn)化成驗證是否紅磚中含有。方案一：利用溶液來檢驗。取少量紅磚樣品于試管中，向試管中滴加稀鹽酸，振蕩，靜置，取上層清液于試管中，滴加溶液，若溶液顯紅色，證明溶液中有，說明紅磚中有氧化鐵成分。方案二：利用溶液來檢驗。取少量紅磚樣品與試管中，向試管中滴加稀鹽酸，振蕩，靜置，取上層清液于另一支試管中，加入適量氫氧化鈉溶液，若溶液有紅褐色沉淀生成即可證明有價鐵存在。（2）實驗方案：將廢鐵屑表面油污洗凈，與稀硫酸反應，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，再進行洗滌干燥，可制得硫酸亞鐵晶體。實驗步驟：1制備硫酸亞鐵：用堿液除去廢鐵屑表面的油污，將氫氧化鈉溶液和硫酸溶液進行加熱煮沸，然后用橡皮塞密封在兩支試管中冷卻至室溫，用膠頭滴管吸滿一滴管煮沸過的溶液，往另一支試管中加入稍過量的廢鐵屑，再迅速加入稀溶液，立即往溶液中加入一些煤油進行油封，然后把準備好的膠頭滴管伸入試管底部，再擠出溶液。2趁熱過濾：用少量熱水沖洗過濾裝置（漏斗及內(nèi)部的濾紙），以提高它的溫度（防止溶液在漏斗中析出晶體），然后將溶液趁熱過濾。將濾液轉(zhuǎn)入試管中，用橡皮塞塞住試管口（防止空氣進入），靜置、冷卻、結(jié)晶，觀察濾液在冷卻過程中生長出淺綠色硫酸亞鐵晶體的現(xiàn)象。3待結(jié)晶完畢后，取出晶體，用少量水洗滌23次，再用濾紙將晶體吸干。4把制得的硫酸亞鐵晶體放在小廣口瓶中，密閉保存。6制印刷電路時常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應為。向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，反應結(jié)束后，下列結(jié)論不可能出現(xiàn)的是（ ）。A燒杯中有銅無鐵B燒杯中有鐵無銅C燒杯中鐵、銅都有D燒杯中鐵、銅都無解析：向盛有溶液的燒杯內(nèi)加入鐵粉和銅粉，銅能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵和氯化銅，鐵能與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，鐵能與生成的氯化銅反應生成氯化亞鐵和銅。如果燒杯中有鐵無銅，說明全部的鐵轉(zhuǎn)化成，銅有剩余，選項A正確。如果燒杯中有鐵無銅，說明銅全部生成了，而會與剩余的鐵發(fā)生反應，這種現(xiàn)象不可能發(fā)生。并且加入鐵和銅的混合物，首先鐵與氯化鐵反應，銅之后參加反應，不會出現(xiàn)有鐵無銅的情形，選項B錯誤。如果溶液中氯化鐵的量少，加入的鐵粉和銅粉都可能剩余，選項C正確。如果溶液中氯化鐵的量多，加入的鐵粉和銅粉全部參加反應，都不會剩余，選項D正確。本題答案為選項B。7下列圖像是表示鐵跟一定量硝酸反應時，鐵和硝酸鐵之間物質(zhì)的量（）的關(guān)系，其中正確的是（ ）。解析：該題考查與溶液反應的規(guī)律，要注意的是兩個反應的比例關(guān)系。剛開始加入鐵，鐵與硝酸反應生成，繼續(xù)增加鐵的量，鐵會將還原成，化學方程式為：；。由這兩個化學方程式可以看出生成和消耗兩份需要的物質(zhì)的量之比為：21。本題答案為選項B。8向一定量的、的混合物中，加入的鹽酸；恰好使混合物完全溶解并放出標準狀況下氣體。向所得溶液中加入溶液無血紅色出現(xiàn)，若用足量的在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，能得到單質(zhì)鐵的質(zhì)量為（ ）。ABCD無法計算解析：鹽酸恰好使混合物完全溶解，無血紅色出現(xiàn)說明鐵是以價存在，所以都是氯化亞鐵，并且鹽酸沒有剩余，根據(jù)元素守恒：，所以還原得到單質(zhì)鐵也是，質(zhì)量為。本題答案為選項B。9將投入某濃度的稀中，再投入鐵粉收集到（標準狀況），同時，與均無剩余，為了中和過量的硫酸，且使溶液中鐵元素完全沉淀，共消耗溶液。則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為（ ）。ABCD解析：由題可知：反應后只有在溶液中，且反應過程中無損耗，根據(jù)電中性原則：，由題知：，則原硫酸的濃度為：。本題答案為選項C。10電子工業(yè)中常用溶液腐蝕印刷電路板，欲從腐蝕后的廢液中回收及制取純凈的溶液，需要的試劑是（ ）。蒸餾水 鐵粉 濃 濃鹽酸 燒堿 濃氨水 ABCD解析：用溶液腐蝕印刷電路板發(fā)生的反應為：，用蒸餾水稀釋腐蝕后的廢液；其中存在和，加入足量鐵粉，過濾后可得到粉和粉的混合物，在混合物中再加入濃鹽酸，將粉溶解后，過濾后即可回收。在剛剛得到的溶液中通入足量則可得到溶液，這里不可用濃硫酸代替，因為濃硫酸會將氧化成，并且從外界引入，不易除去。整理可得到所需試劑為：蒸餾水，鐵粉，濃鹽酸，氧氣。本題答案為選項A。