铝粉和氧化铁粉末的混合物制成的铝热剂可用于焊接钢轨。现取不同质量的该铝热剂分别和...

铁氧体是一类磁性材料，通式为MO· xFe2O3（M为二价金属离子）。根据题意完成：

（1）为了制备铁氧体，称取5.6g铁粉、一定量的FeCl3(s) 作为原料，先制备Fe3O4。方法如下：用稀硫酸溶解铁粉，加入FeCl3(s)，经过一系列反应得到纯净的Fe3O4[已知1molFe(OH)2与2molFe(OH)3混合灼烧可得到1mol Fe3O4 ]。需要加入FeCl3(s)__________g。

（2）如果以MgSO4(s)和FeCl3(s)为原料制备9.0 g MgO· 2Fe2O3，在制取过程中至少需要1 mol/L的NaOH(aq)_____mL。

（3）在一次制备Fe3O4的实验中，由于反应物比例控制不当，获得了另一种产品。取a克该产品溶于100mL盐酸（足量）中，需要通入672 mL（标准状况）Cl2才能把溶液中的Fe2+ 全部氧化为Fe3+，然后蒸干所得溶液，灼烧至恒重，得9.6 g固体。

计算：

ag 该产品溶于盐酸后，溶液中Fe2+ 的物质的量浓度____（溶液体积变化忽略不计）。

②推算该产品的化学式____（写出推算过程）。

小明同学想测量某赤铁矿样品中氧化铁的纯度(假设其他成分不与酸反应，也不溶于水)，进行了如下实验：称取10.00 g赤铁矿样品，加入到烧杯中，再加入92.50 g 的稀硫酸，恰好完全反应，过滤得滤渣2.50 g。试计算：

(1)赤铁矿样品中氧化铁的质量分数？___________

(2)上述反应后所得滤液中溶质的质量分数？___________

如下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6mol/L的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白。

（1）B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是____________，A中反应的离子方程式是：_________。

（2）实验开始时就先将活塞E______(填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是________。

（3）简述生成Fe(OH)2的操作过程________________。

（4）拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：__________。

某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳，他们不禁产生了疑问：一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗？于是他们进行了以下探究：

[查阅资料]

资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能；

资料二：四氧化三铁中铁元素有＋2、＋3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。

[提出猜想]黑色物质可能是四氧化三铁、氧化亚铁和铁粉中的一种或几种。

[进行实验]兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验：

[实验结论]

（1）甲实验现象说明黑色物质中没有_______，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有______；

（2）生成的黑色物质应为四氧化三铁；

（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式_______________________________。

[拓展研究]

同学们对四氧化三铁产生了兴趣，从参考资料中找到氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。

[生产流程]

[查阅资料]

资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：

资料二：氢氧化亚铁受氧气氧化反应原理为4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

资料三：获得四氧化三铁的反应原理为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3Fe3O4＋4H2O

[问题讨论]

（1）溶解时，用50 ℃至80  ℃的热水目的是____________________________________。

（2）写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式________________________。

（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是____________________________。

（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为______________。

（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→_____→_____→d。_______

a．过滤

b．加热浓缩

c．冷却结晶

d．晶体加热至完全失去结晶水

[组成确定]

为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究。

[查阅资料]

资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变)；

资料二：氧化铁和一氧化碳反应是随温度升高而逐步进行的，先生成四氧化三铁，再生成氧化亚铁(黑色)，最后生成铁。

[提出猜想]

四氧化三铁中可能含有的杂质是氧化铁和氧化亚铁中的一种或两种。

[实验设计]

同学们称取了23.28 g该四氧化三铁样品进行了下列实验：

[实验分析]

因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组。

甲组：

（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该四氧化三铁样品中的杂质，B中的最佳试剂是_________(填序号)。

①澄清石灰水　②氢氧化钠浓溶液　③稀盐酸　　④水

（2）上述实验过程中，一氧化碳气体除作为反应物外，还能起到的作用是：

①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；

②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；

③_____________________________________________。

（3）乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是_______________________________________________。

乙组：

利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)：

（1）写出BC段发生反应的化学方程式______________________________。

（2）通过计算确定：该四氧化三铁样品中含有的杂质是__________，其中含四氧化三铁的质量是____g。(不需要写过程)

亚铁盐、铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用，现用铁屑与硫酸反应制备硫酸亚铁。

已知：①4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O

②硫酸亚铁在水中的溶解度如下图：

(1)首先，将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。此步骤中，分离出液体的方法通常不用过滤，使用的操作是____________(填写操作名称)。

(2)向处理过的铁屑中加入适量的硫酸，在一定温度下使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得硫酸亚铁溶液。

①硫酸浓度应选择(填字母序号)__________；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．浓硫酸  B．10 moL·L－1硫酸

C．3 moL·L－1硫酸  D．任意浓度硫酸

②温度宜控制在________，加热的同时需适当补充水，原因是___________________；

③反应中应保持_________ (填“＜”“＞”或“＝”) 1。

(3)亚铁盐在空气中易被氧化，但形成复盐可稳定存在，如“摩尔盐”，即(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(硫酸亚铁铵)，就是在硫酸亚铁溶液中加入少量稀硫酸溶液，再加入饱和硫酸铵溶液，经过_______、_______、_______、_______等一系列操作后所得。