Question

【题目】已知A是一种红棕色金属氧化物，B、D是常见的金属单质，J是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解。

(1)写出下列物质的化学式：A：_________I：_________J：_________G：_________；

(2)按要求写出下列反应的方程式

C→I的离子方程式：_____________________________________

F→G的化学方程式：_____________________________________

(3)将一定量A和C混合物溶于100mL稀硫酸中，向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，试回答：

①混合物中含A的质量为______________；

②所用硫酸溶液物质的量浓度为___________；

Answer 1

【答案】Fe2O3 NaAlO2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O = 4Fe(OH)3 16g 6.5mol/L

【解析】

（1）A是一种红棕色金属氧化物，所以是三氧化二铁，和金属B在高温下发生铝热反应,生成的C为铝的氧化物，既能和酸反应又能和碱反应，白色沉淀在空气中变成红褐色沉淀，一定是氢氧化亚铁和氢氧化铁之间的转换，所以G是氢氧化铁,F是氢氧化亚铁,根据物质的性质可推断得,E是氯化亚铁,D是金属铁,J是一种难溶于水的白色化合物为氢氧化铝,则金属B是铝,H是氯化铝,I是偏铝酸钠,根据铁及化合物以及铝及化合物的有关性质来回答。

（2）根据氧化铝、氢氧化铁的性质写出相应的方程式；

（3）A和C为Fe2O3 和Al2O3的混合物，溶于100mL稀硫酸中，生成铁离子和铝离子；根据图像可知，加入氢氧化钠溶液后，没有沉淀生成，说明硫酸溶解氧化铝、氧化铁后硫酸有剩余；随着碱量的增加，沉淀逐渐增多，达到最大值，碱过量，氢氧化铝溶解，氢氧化铁不溶解，先根据溶解的氢氧化铝计算出氢氧化钠的浓度，然后再根据生成沉淀量最大时，溶液中存在的2n(Na2SO4)=n(NaOH)关系，找到n(H2SO4)= n(Na2SO4)关系，从而计算出硫酸的浓度。

A是一种红棕色金属氧化物,所以是三氧化二铁,和金属B在高温下发生铝热反应,生成的C为铝的氧化物,既能和酸反应又能和碱反应,白色沉淀在空气中变成红褐色沉淀,一定是氢氧化亚铁和氢氧化铁之间的转换,所以G是氢氧化铁,F是氢氧化亚铁,根据物质的性质可推断得,E是氯化亚铁,D是金属铁,J是一种难溶于水的白色化合物为氢氧化铝,则金属B是铝,H是氯化铝，I是偏铝酸钠；
(1)根据上面的分析可以知道,则A为Fe2O3, I是NaAlO2,J是Al(OH)3,G是Fe(OH)3；
因此，本题正确答案是: Fe2O3； NaAlO2；Al(OH)3 ；Fe(OH)3。

(2) 氧化铝是两性氧化物，氧化铝在氢氧化钠溶液中反应生成偏铝酸钠和水，C→I的离子方程式：Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O；综上所述，本题答案是：Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O。

氢氧化亚铁与氧气、水共同作用生成氢氧化铁，F→G的化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O = 4Fe(OH)3 ；综上所述，本题答案是：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O = 4Fe(OH)3。

(3) A和C为Fe2O3 和Al2O3的混合物，溶于100mL稀硫酸中，生成铁离子和铝离子；根据图像可知，加入氢氧化钠溶液后，没有沉淀生成，说明硫酸溶解氧化铝、氧化铁后硫酸有剩余；随着碱量的增加，沉淀逐渐增多，达到最大值，碱过量，氢氧化铝溶解，氢氧化铁不溶解，

①根据21.4g沉淀的质量是氢氧化铁的质量,氢氧化铁物质的量是21.4/107=0.2mol，根据铁元素守恒,所以氧化铁的物质的量是0.1mol, Fe2O3的质量是0.1×160=16g；

因此，本题正确答案是16。
②从260-300mL，NaOH溶解Al(OH)3,发生反应:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,氢氧化铝的质量是:37-21.4=15.6g,即0.2mol,消耗NaOH为0.2mol,所以氢氧化钠的浓度0.2/0.04=5mol/L；当V(NaOH)=260mL时,沉淀量最大，此时沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4；根据钠元素守恒：2n(Na2SO4)=n(NaOH)，n(Na2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×0.26×5=0.65mol；根据硫酸根离子守恒:n(H2SO4)= n(Na2SO4)=0.65mol，则c(H2SO4)=0.65/0.1=6.5mol/L；

综上所述，本题答案是：6.5mol/L。