Question

铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。

（1）生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe₃C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是            ，Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为                  。

（2）某溶液中含有Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是               （填字母）。

A．Mg²⁺      B．Fe²⁺      C．Al³⁺      D．Cu²⁺

（3）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程图如下：

回答下列问题：

①操作Ⅰ的名称是        ；操作Ⅱ的名称是          ；操作Ⅱ的方法为            。

②Na₂CO₃溶液可以除油污，原因是（用离子方程式表示）                               。

③请完成生成FeCO₃沉淀的离子方程式：                                 。

Answer

（1）Fe2+、Fe3+、H+ Fe(NO3)3 （2）BC

（3）①过滤 ；洗涤；在漏斗中加入适量蒸馏水至恰好没过沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2-3次

②CO32-+H2O⇌HCO3-+OH- ③Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

【解析】

试题分析：（1）Fe3C在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y为Fe3O4，溶于过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁，溶液有剩余的HCl，所以溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+，硝酸具有强氧化性，Fe3O4与过量的浓硝酸反应生成硝酸铁，硝酸铁的化学式为Fe(NO3)3 。

（2）加入过量的NaOH，Al3+转化为偏铝酸根，Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀，且氢氧化亚铁易被氧化，灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁，用过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+，与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+，答案选BC

（3）①由工艺流程可知，操作I是将固体与液体分离，应采取过滤的方法；FeCO3沉淀会附着其它离子，需要进行洗涤，减少杂质，具体操作为在漏斗中加入适量蒸馏水至恰好没过沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2-3次；

②碳酸钠溶液中碳酸根离子水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，溶液呈碱性，油污主要为油脂，碱性条件下水解而除去，所以原因为CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-。

③由工艺流程可知，操作I所得的滤液中主要有硫酸亚铁，加入碳酸氢铵，实质是亚铁离子与碳酸氢根离子反应，生成FeCO3，同时生成二氧化碳和水，反应离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。

【考点定位】考查探究实验方案的设计与评价，制备实验方案的设计与评价。

【名师点睛】本题考查探究实验方案的设计与评价，制备实验方案的设计与评价。分析如下：（1）FeC在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y为Fe3O4，与过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁，溶液有剩余的HCl；硝酸具有强氧化性，Fe3O4与过量的浓硝酸反应生成硝酸铁；（2）加入过量的NaOH，Al3+转化为偏铝酸根，Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀，且氢氧化亚铁易被氧化，灼烧固体得到氧化镁、氧化镁、氧化铁，用过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+；（3）①由工艺流程可知，操作I是将固体与液体分离，应采取过滤的方法；FeCO3沉淀会附着其它离子，需要进行洗涤，减少杂质；②碳酸钠溶液中碳酸根水解，溶液呈碱性；③由工艺流程可知，操作I所得的滤液中主要有硫酸亚铁，加入碳酸氢铵，实质是亚铁离子与碳酸氢根离子反应，生成FeCO3，同时生成二氧化碳、水。