Question

8．铁矿石是重要的金属矿物资源，我省攀西地区有丰富的钒钛磁铁矿．
（1）在自然界中，钛（Ti）、钒（V）存在多种核素，其中${\;}_{22}^{50}$Ti与${\;}_{23}^{50}$TV相同的是C．
A．质子数        B．中子数        C．质量数        D．核外电子数
（2）通过下列方法可以测定磁铁矿中铁的含量：将磁铁矿溶于较浓的盐酸中，用SnCl₂将Fe³⁺还原为Fe²⁺，最后用已知浓度的K₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺．
①磁铁矿中Fe₃O₄溶于盐酸时发生反应的离子方程式为Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O．
②配平K₂Cr₂O₇溶液滴定FeCl₂溶液时发生反应的离子方程式：
6Fe²⁺+1 Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
③现有磁铁矿样品0.500 g，经上述各步反应后，共用去0.0200 mol/L的K₂Cr₂O₇溶液24.5 mL．计算该样品中铁的质量分数（计算结果保留1位小数）．

Answer 1

分析 （1）元素符号左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数，中子数=质量数-质子数，原子中核外电子数=质子数；   
（2）①磁铁矿中Fe₃O₄溶于盐酸时生成氯化铁、氯化亚铁和水；
②该反应中Fe元素化合价由+2价变为+3价，Cr元素化合价由+6价变为+3价，根据转移电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式；
③根据亚铁离子和K₂Cr₂O₇之间的化学式计算亚铁离子物质的量，再根据m=nM计算Fe元素质量，从而计算其质量分数．

解答 解：（1）元素符号左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数，中子数=质量数-质子数，原子中核外电子数=质子数，
A．二者质子数分别是22、23，所以不同，故错误；        
B．二者中子数分别是28、27，所以不同，故错误；        
C．二者质量数都是50，所以相同，故正确；        
D．二者核外电子数分别是22、23，所以不同，故错误；
故选C；
（2）①磁铁矿中Fe₃O₄溶于盐酸时生成氯化铁、氯化亚铁和水，离子方程式为Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O；
②该反应中Fe元素化合价由+2价变为+3价，Cr元素化合价由+6价变为+3价，根据转移电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式为6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案为：6；1；14；6；2；7；
③解：设滴定Fe²⁺消耗K₂Cr₂O₇的物质的量为x．
6Fe²⁺--Cr₂O₇^2-
6 mol   1 mol
x      0.0200 mol•L^-1×0.0245 L
x=0.0200 mol•L^-1×0.0245 L×6=0.0294 mol，
磁铁矿样品中铁的质量分数为 $\frac{0.0294mol×56g/mol}{0.500g}$×100%=32.9%，
答：铁元素质量分数是32.9%．

点评 本题考查氧化还原反应方程式的配平、氧化还原反应的计算等知识点，根据转移电子守恒配平方程式，根据物质之间的关系式进行计算，熟悉常见元素化合价，题目难度不大．