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铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。某实验小组设计了如下实验探究
某些含铁化合物的制备、组成、性质等。请按要求回答下列问题：
（1）铁的氯化物的制备与组成：在实验室中，FeCl₂可用________和盐酸反应制备，FeCl₃可用铁粉和
________反应制备。现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，测得n(Fe)∶n（Cl）=1∶2.2，则该样
品中FeCl₂和FeC1₃物质的量之比为__________。
（2）水处理剂和高容量电池材料――高铁酸钾（K₂F_eO₄）的制备与应用：
FeC1₃与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为
________________________________________________________________________；
与MnO₂－Zn电池类似，K₂FeO₄－Zn也可以组成碱性电池，其正极电极反应式为
________________________________________________________________________。
（3）光敏材料三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe(C₂O₄)₃］·xH₂O）中铁元素含量的测定：
步骤一：称量10.00 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250 mL溶液。
步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳。同时MnO被还原成Mn²⁺。向反应后的溶液中加入适量锌粉，至黄色刚好消失，所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。
步骤三：用0.0200 mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液20.02 mL，滴定中MnO还原成Mn²⁺。
重复步骤二、三操作，步骤三消耗0.0200 mol/L KMnO₄溶液19.98 mL。
①步骤一中除量筒、玻璃棒、烧杯外，还需要的玻璃仪器有____________________；步骤三滴定过程中盛装KMn₄溶液的仪器名称为___________；滴入最后一滴溶液时，锥形瓶中溶液变为_________色，静置半分钟溶液颜色不再变化，确认为滴定终点。
②步骤二加入锌粉的目的是_______________________________；
写出锌参与反应的离子方程式：____________________________________________。
③实验测得该晶体中铁元素的质量分数为____________。在步骤二中，若加入的KMnO₄溶液的量不足，则测得的铁元素含量____________。（填“偏低”“偏高”或“无影响”）

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碳元素的化合物如甲烷、碳酸钙在自然界储量丰富，分布广泛，有非常重要的用途．
工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”，反应为：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）．
已知温度、压强和水碳比[n（H₂O）/n（CH₄）]对甲烷平衡含量的影响如下图：

（1）温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是

其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动

其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动

．
（2）其他条件不变，请在图2中画出压强为2MPa时，CH₄平衡含量与水碳比之间关系曲线．
（3）已知：在700℃，1MPa时，1mol CH₄与一定量H₂O在1L的密闭容器中反应，6分钟达到平衡，此时CH₄的转化率为80%，对应的热量变化为aKJ，则这6分钟的平均反应速率v（H₂）为

0.4 mol/（L?min）

0.4 mol/（L?min）

；此条件下该反应的热化学方程式为

CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+1.25a KJ/mol

CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+1.25a KJ/mol

．
（4）CaCO₃是一种难溶物，其K_sp=2.8×10^-9．现将 amol/L的CaCl₂溶液与2.0×10^-4mol/L Na₂CO₃溶液等体积混合（假设溶液体积可直接相加），若要生成CaCO₃沉淀，则a的最小值为

5.6×10^-5

5.6×10^-5

 mol/L．

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（1）铁及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途．
①．聚合硫酸铁（简称PFS）[Fe （OH）_n（SO₄） _（3-n）/2]_m（m是聚合度），常用于在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子．则其中铁元素的价态为

 

，SO₄^2-的空间构型为

 

．
②．六氰合铁酸钾K₃[Fe（CN）₆]可用于检验Fe²⁺，出现特殊的蓝色沉淀．CN^-中碳原子的杂化方式为

 

，写出与CN^一互为等电子体的一种离子的化学式

 

，其电子式为

 

．
③．三氯化铁在常温下为固体，熔点304℃，沸点316℃，300℃以上可升华，易溶于水，也易溶于乙醚，丙酮等有机溶剂．据此推断三氯化铁晶体为

 

晶体．
④．普鲁士蓝是一种配合物，可用作染料，它的结构单元如右图所示，普鲁士蓝中n（CN^一）：n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=

 

．
（2）水和氨有相似之处，如：H2O+H⁺=H₃O⁺、NH₃+H⁺=NH₄⁺．
①NH₄⁺的键角

 

H₃O⁺的键角（填“大于”或“小于”）．
②冰和固态氨的晶胞都不属于分子最密堆积，原因是

 

．

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(一)选择题

1.C2.C3.A4.B5.C6.B7.D8.A、B9.D10.AB11.B、C12.C13.D14.C15.C16.C17.D18.B19.A、D20.A21.B22.D23.B24.C25.D26.C27.B28.D29.A、D30.B

(二)非选择题

1.有关反应为

Fe+4HNO₃Fe(NO₃)₃+NO+2H₂O……(1)

Fe(NO₃)₃Fe₂O₃+3NO₂+O₂……(2)

3NO₂+O₂+H₂O3HNO₃……(3)

NO+O₂+H₂OHNO₃……(4)

由逆向推，反应(4)中n(NO)＝这正好是反应(1)中消耗的n(Fe)。故耗铁的质量m(Fe)＝0.04mol×56g/mol＝2.24gA中溶质为(3)、(4)反应中生成的HNO₃，根据氮原子守恒规则，正好是反应(1)中消耗的HNO₃，所以A中HNO₃质量：m(HNO₃)＝0.04mol×4×63g/mol＝8.82g答(略)

2.NH₃?H₂O+SO₂=NH₄^＋+HSO₃^―或2NH₃?H₂O+SO₂=2HN₄^＋+SO+H₂O

2NO₂+2OH^―=NO₃^―+NO₂^―+H₂O

CaCO₃+2H^＋=Ca^2＋+H₂O+CO₂?

3.解析题目给予的条件较多，海水中有D物质存在，且A、B元素均为常见的元素，可推知D可能为MgCl₂。并由此推出A单质是Ba，B单质是Mg，X为Cl₂或HCl，E为BaCl₂。

答案：(1)Cl₂或HCl

(2)MgCl₂+Ba(OH₂)BaCl₂+Mg(OH)↓(3)Ba^2＋+SOBaSO₄↓

4.P₄、X：P₂O₅Y：HPOZ：H₃PO₄

5.(1)S～CaSO₄?2H₂O

1mol172g

x

x=76780g=76.78kg

(2)若溶液中溶质全为Na₂SO₃，则Na^＋=2mol?L^-1×0.2L=0.4mol，Na₂SO₃质量为0.2mol×126g/mol=25.2g＜33.4g；

若溶质是NaHSO₃，则质量是：

0.4mol×104g/mol=41.6g＞33.4g

所以，33.4g溶质是Na₂SO₃和NaHSO₃的混合物。

设Na₂SO₃的物质的量为x，NaHSO₃为y

解得：x=0.1mol,y=0.2mol

6.(1)6HCl+KClO₃KCl+3Cl₂+3H₂O(2)0.5mol电子(3)73.3

7.①以防止试管C内Na₂O₂和外界相通时发生吸潮现象②浓H₂SO₄Na₂O₂与干燥的CO₂不反应③带火星的小木条在试管B的液面上剧烈燃烧，同时黄色粉末变成白色粉末④2Na₂O₂+2C¹⁸O₂+2H=2Na₂C¹⁸O₃+2H₂O+O₂?

8.(1)从周期表位置上下关系看，金属性Mg＞Li，从周期表位置左右关系看，金属性Li＞Mg，所以处在以上图对角关系的两个元素，化学性质往往相似。

(2)两性H₂BeO₂+2OH^―BeO+2H₂O，Be(OH)₂+2H^＋Be^2＋+2H₂O(3)原子

9.(1)球碳分子C⁶⁰?(2)星际中存在的应是球碳分子C⁶⁰，火山口发现的应是金刚石。

10.(1)含Ba^2＋、Ca^2＋离子中的一种或两种，因BaSO₄难溶，CaSO₄微溶。(2)Fe(OH)₃(3)2AlO^―₂+CO₂+3H₂O2Al(OH)₃↓+CO或AlO^―₂+CO₂+2H₂OAl(OH)₃↓+HCO^―₃

11.(1)D，3H₂O₂+Cr₂(SO₄)₃+10KOH2K₂CrO₄+3K₂SO₄+8H₂O(2)C(3)A

12.(1)Cu+H₂SO₄(浓)CuSO₄+SO₂↑+H₂O

(2)4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂

(3)H₂S+H₂SO₄(浓)S↓+SO₂↑+H₂O

(4)Na₂SO₃+H₂SO₄Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O

13.“不另加固体或液体物质”说明可以通入气体试剂。依题意通NH₃可使溶液中的Al^3＋沉淀；通CO₂气可使溶液中的AlO^―₂沉淀；也可用Al^3＋和AlO^―₂在溶液中相混合产生沉淀的方法。

(1)设往A溶液中至少通入xmolNH₃，则

Al^3＋+3NH₃+3H₂OAl(OH)₃?+3NH^＋₄

11

axx=3amol

(2)设往B溶液中至少通入ymolCO₂，则

2AlO^―₂+CO₂+3H₂O2Al(OH)₃+CO

21

byy=0.5bmol

(3)将A溶液与B溶液混合，则

Al^3＋+3AlO^―₂+6H₂O4Al(OH)₃?

13

ab

讨论：①若b=3a，则混合后两溶液中的Al元素正好全部转化为沉淀；

②若b＜3a，则只有AlO^―₂完全转化。

Al^3＋+3AlO^―₂+6H₂O4Al(OH)₂?

13

b

则剩余Al^3＋(a-)mol，还需要通入NH₃为3(a-)=(3a-b)mol。

③若b＞3a，则只有Al^3＋完全转化。

Al^3＋+3AO^―₂+6H₂O4Al(OH)₃

13

a3a

则剩余AlO^―₂(b-3a)mol，还需通入CO₂气体为mol。

14.(1)A、C、D(2)Cu^＋+NO^―₂+2H^＋Cu^2＋+NO↑+H₂O

(3)3NONO₂+N₂O

(4)生成的NO₂又发生如下反应：2NO₂N₂O₄，而使压力略小于原压力的

15.(1)稀，a、c(2)a、c(3)b,Fe(OH)₃，Cu(OH)₂

16.解析(1)从图中可以看出，在由硅氧四面体形成的环上，每个硅原子保留了两个没有被共用的氧原子，另外还有两个氧原子分别在相邻的左右两个硅氧四面体共用，因此在每个硅氧四面体内占有的氧原子数为：

即，如果硅原子的数目为n，则氧原子的数目为3n.构成硅氧四面体内的硅原子呈+4价，氧原子呈-2价，据此可计算出酸根的化合价，从而写出通式(2)将n＝6代入通式，可知绿柱石的酸根为(Si₆O₁₈)^12-，因此两种金属的化合价之和应为+12。设绿柱石化学式为Be_xAl_ySi₆O₁₈，元素Be为+2价，元素Al为+3价，由此可得2x+3y＝12，经讨论解得x＝3，y＝2是合理答案，这样可确定绿柱石的化学式为Be₃Al₂Si₆O₁₈，最后可写出氧化物形式：3BeO?Al₂O₃?6SiO₂.

17.(1)孔雀石CuCO₃?Cu(OH)₂石青2CuCO₃?Cu(OH)₂

(2)化学组成：CuCO₃?Cu(OH)₂与2CuCO₃?Cu(OH)₂混合物

(3)36g

(4)A＝124

18.(1)(略)(2)先通NH₃，因其溶解度远大于CO₂.在通CO₂时发生NH₃+CO₂+H₂O＝NH₄HCO₃，使［HCO^―₃］大增，而NaHCO₃溶解度不是很大，故析出。若反之由于CO₂溶解度小，再通NH₃时，不能使［HCO^―₃］大增，故不析出。若同时通气则会浪费CO₂.

19.解析Fe^3＋对Zn、Fe、Cu均显氧化性，故有Fe^3＋就无金属残留，溶液中离子为Zn^2＋、Fe^2＋、Cu^2＋、Fe^3＋。溶液显蓝色，有Cu^2＋，则Fe、Zn不能存在，故②中Cu可能剩余，溶液中离子为Cu^2＋、Fe^2＋、Zn^2＋。③有Fe则无Cu^2＋、Fe^3＋，Fe质量不变说明Fe^3＋恰好和Zn反应掉(Fe^3＋先与还原能力强的Zn反应)，否则存在如有Zn存在则Zn+Fe^2＋Fe，会使Fe质量增加，所以固体是Cu、Fe混合物。因Zn+2Fe^3＋Zn^2＋+2Fe^2＋，故反应后Cu∶Fe∶Fe^2＋∶Zn^2＋∶Cl^―＝1∶1∶2∶1∶6。④还有Zn剩余，则溶液里无Fe^3＋、Fe^2＋、Cu^2＋只有Zn^2＋。Cu、Fe均未消耗，相反Fe质量还要增加。

20.(1)FeS、FeS₂(2)(3)略

21.E：C；G：O；D：Fe；A：Kx＝3；y＝1；z＝3K₃Fe(C₂O₄)₃

22.①②④③⑥(2)K₂CO₃溶液(3)不能，KOH溶液，AgNO₃溶液，小于

23.C₂Cl?5F，C₂H₂F₄

24.(1)1，0＜x＜w(2)2，x≥w(3)

25.(1)甲：x表示Cl₂的物质的量

乙：x表示原有Cl₂的体积

丙：x表示被氧化的NH₃的物质的量

丁：x表示原混合气中的Cl₂的体积分数

(2)0.34g

26.(1)a＝，b＝＝1.306

(2)m₁(H₂O)＝20g?mol^－1?n₁(SO₃)

m₂(H₂O)＝13.8g?mol^－1?n₂(SO₃)

(3)

(4)m_总(H₂O)＝

27.(Si_nO_3n+1)^(2n+2)-

28.(1)BH^―₄+2H₂O＝BO^―₂+4H₂↑(2)3BH^―₄+8Au^3＋+24OH^―＝3BO^―₂+8Au+18H₂O

29.(1)C+CO₂2CO(2)FeO和Fe,CO₂(3)C和Fe,CO(4)1/2＜n＜1(5)n＝2/3

30.(1)B+3HNO₃H₃BO₃+3NO₂

(2)

(3)B₂H₆

31.(1)Cu₂O+Fe₂(SO₄)₃+H₂SO₄2CuSO₄+2FeSO₄+H₂O

(2)10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄5Fe₂(SO₄)₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O

(3)Cu₂O～Fe₂(SO₄)₃～2FeSO₄～KMnO₄

mCu₂o=

Cu₂O%=×100%=72%

32.(1)①4Al+3O₂2Al₂O₃+Q

②2NH₄ClO₄2O₂↑+N₂↑+Cl₂↑+4H₂O↑

(2)1mol高氯酸铵分解所产生的气体有4mol.

33.加液氨后HClO与NH₃反应转化为较稳定的NH₂Cl,可在水中存在较长时间，而且随着HClO的开始消耗，上述平衡向左移动，产生HClO,又起杀菌作用。

34.(1)3Br₂+6OH^―BrO^―₃+5Br^―+3H₂O

(2)BrO^―₃+5Br^―+6H^＋3Br₂+3H₂O

35.(1)Be+2OH^―BeO+H₂↑

(2)NaOH溶液，Be(OH)₂+2OH^―+2H₂O

(3)共价化合物，∶Cl∶Be∶∶，Be^2＋+2H₂OBe(OH)₂+2H^＋