1、简答题 (1)现有含Fe2O380%的赤铁矿100t,理论上可冶炼含Fe95%的生铁多少吨?
(2)准确称取6g铝土矿(含Fe2O3、Al2O3)样品,放入盛有100mLHCl的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入10mol?L-1的NaOH溶液,产生的沉淀的量与所加NaOH溶液的体积的关系如图所示.试求:
①盐酸的物质的量浓度是多少?
②若b=2.3,则铝土矿中氧化铝的质量分数是多少?

参考答案:(1)由题目可知,m( Fe2O3)═100t×80%═80t
冶炼得到的铁的质量:m(Fe)═80t×(112÷160)═56t
故得到的含Fe95%的生铁的质量为:m═56t÷95%═58.9t
答:得到含Fe95%的生铁的质量为58.9t.
(2)由图象可知,加入氢氧化钠后过一段时间才出现沉淀,可知盐酸是过量的,Fe2O3、Al2O3均已完全反应为FeCl3、AlCl3,溶液中的溶质为:FeCl3、AlCl3、HCl.
待加入NaOH溶液35ml时,Fe3+、Al3+已恰好完全沉淀,溶液中的溶质只有NaCl,即n(Cl-)═n(Na+),∴n(HCl)═n(NaOH)═10mol?L-1×0.035L═0.35mol
∴c(HCl)═0.35mol÷0.1L═3.5mol?L-1
答:盐酸溶液的浓度为3.5mol?L-1
(3)由图象可知,生成的氢氧化铝溶解消耗的NaOH为10ml,设Al(OH)3为xmol
Al(OH)3 ~NaOH
1mol 1 mol
xmol 10mol?L-1×0.01L
解得x═0.1mol
而 2Al(OH)3 ~Al2O3 由此可知,n(Al2O3)═0.05mol
铝土矿中Al2O3的质量分数ω%═0.05mol×102g/mol÷6g×100%═85%
答:铝土矿中Al2O3的质量分数为85%.
本题解析:
本题难度:一般
2、实验题 (15分)Fe2O3俗称氧化铁红,常用作油漆着色剂。工业以煤矸石(主要成分:SiO2 49.5%;Fe2O3 20.6%;Al2O318.9%,以及MgO、FeO等其他杂质)制备并研究氧化铁红的应用。
(一)制备氧化铁红
1.预处理:将煤矸石粉碎,在350℃下焙烧2小时。
2.加酸溶解:将预处理后的煤矸石溶于质量分数为15%过量的硫酸溶液中,过滤。在滤液中加入的H2O2。
3.调节pH:在上述滤液中加1mol/LNaOH溶液调节溶液的pH,再过滤,得到滤渣。
4.产品处理:将滤渣进行水洗、烘干、煅烧、研磨、过筛得产品。
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表
沉淀物
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Fe(OH)2
| Mg(OH)2
|
开始沉淀
| 1.3
| 3.3
| 7.5
| 10.3
|
完全沉淀
| 2.8
| 5.2
| 9.7
| 12.2
|
请回答下列问题:
(1)预处理时,将煤矸石焙烧2小时的目的是?。
(2)酸浸操作中,过量H2SO4的作用是?。
在实验室中进行该操作时,用到玻璃仪器有?、?。
(3)用NaOH溶液调节pH的最佳范围是?。若从第二次过滤的滤液中获取较纯净的硫酸镁晶体,应补充的操作是?、洗涤后,干燥即得。
(4)产品处理时,对滤渣水洗的操作是 ?。
(二)分析与讨论:


(5)产品处理时,煅烧温度对产品的纯度有很大影响。已知温度对产物纯度的影响如图1所示,则煅烧时温度最好控制在?℃。
(6)吸油量是反映氧化铁红表面性质的重要指标。吸油量大,说明氧化铁红表面积较大,则用在油漆中会造成油漆假稠,影响质量。不同浓度的两种碱溶液对产物吸油量影响如图2所示,则上述生产中在调节溶液pH时,选用NaOH溶液而不选用氨水的原因是?。
参考答案:(1)将煤矸石中的矿物转化为氧化物,便于酸浸?(2分)
(2)提高浸取率,抑制Fe3+等水解?(2分)
烧杯、玻璃棒?(各1分)
(3)2.8≤pH<3.3;(2分)?继续加碱调pH至12.2,将沉淀分离并洗净后,溶于足量稀硫酸,再蒸发(浓缩)、冷却(结晶)、过滤?(2分)
(4)加水恰好浸没滤渣,待滤尽后重复2~3次?(2分)
(5)800?(1分)
(6)用NaOH溶液,获得的氧化铁表面积小,吸油量低(2分)
本题解析:(1)将煤矸石焙烧2小时,反应充分,可将煤矸石中的矿物转化为氧化物,便于酸浸。
(2)酸浸后生成Fe2(SO4)3,所以过量H2SO4可以提高浸取率,抑制Fe3+等水解。
(3)根据表中数据,Fe3+完全沉淀时的pH为2.8,而Al3+开始沉淀时的pH为3.3,要使Fe3+完全转化为沉淀而不含杂质,调节pH的最佳范围是2.8≤pH<3.3;继续加碱调pH至12.2,Mg2+完全转化为Mg(OH)2沉淀,将沉淀分离并洗净后,溶于足量稀硫酸,再蒸发(浓缩)、冷却(结晶)、过滤,可获取较纯净的硫酸镁晶体。
(4)滤渣水洗的操作是:加水恰好浸没滤渣,待滤尽后重复2~3次。
(5)根据图1曲线,800℃时产品的纯度达到较大值,再升温,纯度升高不大,所以煅烧时温度最好控制在800℃
(6)根据图2两条曲线可知:用NaOH溶液,获得的氧化铁表面积小,吸油量低。
本题难度:一般
3、选择题 氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法错误的是
A.冶炼铁是在高温下利用还原反应将铁从其铁矿石中还原出来
B.炼钢是在高温下利用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化
C.1molFe3O4被CO全部还原成Fe时,转移9mol电子
D.铝热法还原铁的反应,可放出大量的热,并能使铁熔化
参考答案:C
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 下列有关铁元素的叙述中正确的是(?)
A.通过化合反应可制得FeCl2和Fe(OH)3
B.铁是较活泼的金属,不能用铁质容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
C.不锈钢是铁的合金,只含金属元素
D.Fe3O4俗称铁红
参考答案:A
本题解析:A、通过化合反应可制得FeCl2和Fe(OH)3,如铁单质与氯化铁溶液发生化合反应生成氯化亚铁,氢氧化亚铁与氧气、水发生化合反应生成氢氧化铁,正确;B、铁是较活泼的金属,但常温下铁遇浓硝酸、浓硫酸发生钝化,能用铁质容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸,错误;C、不锈钢是铁的合金,含铁、铬等金属元素和碳等非金属元素,错误;D、Fe3O4俗称磁性氧化铁,而Fe2O3俗称铁红,错误。
本题难度:一般
5、选择题 质量为ag的铜丝,在空气中灼烧变黑,趁热放入下列物质中,铜丝变为红色,而且质量仍为ag的是?
A.盐酸
B.2-丙醇
C.一氧化碳
D.硝酸
参考答案:BC
本题解析:铜在空气中加热,生成氧化铜,氧化铜能和酸反应,如果是硝酸,铜也被溶解,所以铜的质量减少。2-丙醇和CO能把氧化铜还原生成铜,因此质量不变,答案选BC。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题设计新颖,难易适中。在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养和方法的指导与训练。该题的关键是明确铜参与有关化学反应的原理,然后灵活运用即可。
本题难度:简单