Question

（2013?广州模拟）大型钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe²⁺、H⁺、Cl^-，可用下述方法处理该废液，回收盐酸，制备氧化铁涂料． 

（1）单质X的化学式是

Fe

．
（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化氢气体和氧化铁粉末．有关的化学方程式为：

FeCl₂+2H₂O?Fe（OH）₂+2HCl，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，2Fe（OH）₃

△   .

Fe₂O₃+3H₂O

．
（3）某种铁红涂料的成分中，除含有Fe₂O₃外，还添加有CuO或FeO中的一种．请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质．
①提出合理假设，假设1：添加了CuO．假设2：添加了FeO．
②基于假设

1

（填“1”或“2”），设计实验方案，进行实验．在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论．限选实验试剂：铁粉、3mol?L^-1H₂SO₄、0.01mol?L^-1酸性KMnO₄溶液、10%NaOH溶液、10%H₂O₂、KSCN溶液

操作步骤	预期现象和结论
步骤1．取少量样品于试管中， 加入足量的3mol?L-1H2SO4，充分振荡	样品全部溶解
步骤2． 取少许溶液于试管中，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol?L-1H2SO4，充分振荡	试管中出现红色固体，说明试样中有CuO

（4）用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的氯化氢气体可得到盐酸．请计算：用1000g水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到36.5%的浓盐酸？（写出计算过程，结果可用数学表达式表示，不必化简）．

设所需的HCl体积为V，则溶质质量是：

36.5V

22.4

g，溶液质量=溶质质量+溶剂质量=1000g+

36.5V

22.4

g，所以

36.5V

22.4

g=（1000g+

36.5V

22.4

g）×36.5%，解得V=

22400

63.5

L．

．

Answer 1

分析：（1）根据目的：除去盐酸获得亚铁盐来选择合适当金属；
（2）亚铁离子在溶液中会发生水解反应生成氢氧化亚铁，接着会被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁可以分解；
（3）氧化铜可以溶解于强酸溶液中，得到含有铜离子的盐，加入足量铁粉可以将金属铜置换出来；氧化亚铁可以和强酸反应生成亚铁盐，能使高锰酸钾褪色；
（4）根据溶质的质量分数=

溶质质量

溶液质量

×100%来计算即可．

解答：解：（1）除去盐酸获得亚铁盐，所加的金属只能是金属铁，故答案为：Fe；
（2）氯化亚铁溶液中亚铁离子会发生水解反应生成氢氧化亚铁，即FeCl₂+2H₂O?Fe（OH）₂+2HCl，氢氧化亚铁不稳定，会被氧化为氢氧化铁，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4 Fe（OH）₃，氢氧化铁可以分解，即2Fe（OH）₃ 

△   .

Fe₂O₃+3H₂O，
故答案为：FeCl₂+2H₂O?Fe（OH）₂+2HCl，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4 Fe（OH）₃，2Fe（OH）₃ 

△   .

Fe₂O₃+3H₂O；
（3）氧化铜可以溶解于强酸溶液中，得到含有铜离子的盐，加入足量铁粉可以将金属铜置换出来，据此可以检验固体是氧化铜，氧化亚铁可以和强酸反应生成亚铁盐，能使高锰酸钾褪色，据此可以检验固体中含有氧化亚铁，
故答案为：
假设1

实验操作	预期现象和结论
步骤1：加入足量的3mol?L-1H2SO4，充分振荡．	样品全部溶解
步骤2：取少许溶液于试管中，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol?L-1H2SO4，充分振荡．	试管中出现红色固体，说明试样中有CuO

或：假设2

实验操作	预期现象和结论
步骤1：加入足量的3mol?L-1H2SO4，充分振荡．	样品全部溶解
步骤2：取少许溶液于试管中，逐滴加入0.01 mol?L-1酸性KMnO4溶液	如果紫红色褪去，说明试样中有FeO；

（4）设所需的HCl体积为V，则溶质质量是：

36.5V

22.4

g，溶液质量=溶质质量+溶剂质量=1000g+

36.5V

22.4

g，所以

36.5V

22.4

g=（1000g+

36.5V

22.4

g）×36.5%，解得V=

22400

63.5

L，
故答案为：设所需的HCl体积为V，则溶质质量是：

36.5V

22.4

g，溶液质量=溶质质量+溶剂质量=1000g+

36.5V

22.4

g，所以

36.5V

22.4

g=（1000g+

36.5V

22.4

g）×36.5%，解得V=

22400

63.5

L．

点评：本题是一道实验设计题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．