Question

【题目】(14分)从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大改变。

（1）古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是 (填字母序号)。

a．Fe b．FeO c．Fe3O4 d．Fe2O3

（2）硫酸渣的主要化学成分为：SiO2约45%，Fe2O3约40%，Al2O3约10%，MgO约5%。用该废渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下(部分操作和条件略)：

回答下列问题：

①在步骤i中产生的有毒气体可能有_____________。

②在步骤iii操作中，要除去的离子之一为Al3+。若常温时Ksp[Al(OH)3]=1.0×1032，此时理论上将Al3+沉淀完全，则溶液的pH为______。

③步骤iv中，生成FeCO3的离子方程式是_______________________________。

（3）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”。向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生沉淀，写出该沉淀的化学式 。请用平衡移动的原理，结合必要的离子方程式，对此现象作出解释 。

（4）①古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下：

复分解反应ii的离子方程式是 。

②如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中是否含CN，方案如下：

若试纸变蓝则证明食品中含有CN，请解释检测时试纸中FeSO4的作用 。

Answer 1

【答案】（1）c (1分)

（2）①CO和SO2(2分) ②5(2分)

③Fe2+＋2HCO3==FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(2分)

（3）Fe(OH)3(1分)

Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀(2分)

（4）①3[Fe(CN)6] 4+ 4Fe3+ == Fe4[Fe(CN)6]3↓(2分)

②碱性条件下，Fe2+与CN结合生成[Fe(CN)6]4；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+；[Fe(CN)6]4与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色(2分)

【解析】（1）天然磁石成分为磁铁矿，主要成分是Fe3O4，c正确。（2）①煤炭在空气中燃烧生成CO、SO2等有毒气体。②理论上当c(Al3+)≤1.0×105molL1时认为Al3+已沉淀完全，以c(Al3+)=1.0×105 molL1代入Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH)=1.0×1032，可求得c(OH)=1.0×109 molL1，则此时溶液的pH=5。③步骤iv中，根据流程图可知，反应物为HCO3和Fe2+，生成物为FeCO3，根据原子守恒判断，应有H+生成，但H+可以与HCO3继续反应生成CO2和H2O，所以整个过程离子方程式为：Fe2+＋2HCO3==FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。（3）Cu2+和Fe3+均能水解而使溶液显酸性，但Fe3+的水解程度比Cu2+的大，Fe3+的水解反应为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加入CuO能与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀。（4）①直接从合成方法图示可看出，[Fe(CN)6] 4与Fe3+ 反应生成Fe4[Fe(CN)6]3蓝色沉淀，离子方程式为：3[Fe(CN)6] 4+ 4Fe3+ == Fe4[Fe(CN)6]3↓。②碱性条件下，HCN转化为CN，FeSO4中的Fe2+与CN结合生成[Fe(CN)6]4；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+；[Fe(CN)6]4与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色，从而达到检测食品中CN的目的。