4.鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的重要內(nèi)容.
(1 )如圖是鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖.下列說法不正確的是D
A.鐵元素屬于金屬元素
B.鐵原子的質(zhì)子數(shù)為26
C.鐵在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子
D.鐵是地殼中含量最高的金屬元素
(2)活性鐵粉常用作脫氧保鮮劑,原理是鐵和氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3;單質(zhì)鐵可以和硫酸鐵溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵,化學(xué)反應(yīng)方程式為Fe+Fe2 (SO43=3FeSO4
(3)在實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí),瓶底放少量的水或砂子目的是防止生成的高溫的熔融物炸裂集氣瓶;
在生活中為防止家中的菜刀生銹,可采取的方法是保持菜刀的干燥和潔凈.
(4)生物浸出技術(shù)在金屬冶煉中應(yīng)用廣泛.嗜熱細(xì)菌在酸性水溶液及氧氣存在下,能氧化黃銅礦(主要成分CuFeS2)產(chǎn)生硫酸鹽,進(jìn)而生產(chǎn)銅和綠礬(硫酸亞鐵晶 體),主要流程如下:

①若反應(yīng)I的另一種產(chǎn)物最終也可制得綠礬,則試劑b為鐵粉;若反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹泻头磻?yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O.
②現(xiàn)有100噸雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的黃銅礦(雜質(zhì)不參與反應(yīng)且不溶于水),經(jīng)上述流程制得硫酸鐵溶液,再向硫酸鐵溶液中加入足量的鐵粉,請(qǐng)計(jì)算能制得硫酸亞鐵的質(zhì)量.

分析 (1 )根據(jù)給出的鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖以及地殼中含量進(jìn)行分析;
(2)結(jié)合給出的信息進(jìn)行化學(xué)方程式的書寫,明確反應(yīng)物和生成物進(jìn)而進(jìn)行化學(xué)方程式的書寫和配平;
(3)熟記鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn) 中的注意事項(xiàng),結(jié)合實(shí)際需要選擇金屬防銹的具體方法;
(4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行問題的分析和解答,注意結(jié)合流程進(jìn)行化學(xué)方程式的書寫以及計(jì)算.

解答 解:(1 )A.鐵元素是金字旁,為金屬元素;
B.由圖核內(nèi)數(shù)字為26可知,鐵原子的質(zhì)子數(shù)為26;
C.鐵原子最外層是2個(gè)電子,少于4個(gè),且是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以容易失去最外層的兩個(gè)電子,所以鐵在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子;
D.地殼中含量最高的金屬元素是鋁,而不是鐵.
(2)活性鐵粉常用作脫氧保鮮劑,原理是鐵和氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3;單質(zhì)鐵可以和硫酸鐵溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵,化學(xué)反應(yīng)方程式為 Fe+Fe2 (SO43=3FeSO4
(3)在實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí),瓶底放少量的水或者砂子目的是 防止生成的高溫的熔融物炸裂集氣瓶;
在生活中為防止家中的菜刀生銹,由于菜刀表面不能涂漆,也不適合抹油當(dāng)然對(duì)于已經(jīng)成品的菜刀也不能在加工為合金或者不銹鋼,所以可采取的方法是 保持菜刀的干燥和潔凈.
(4)生物浸出技術(shù)在金屬冶煉中應(yīng)用廣泛.嗜熱細(xì)菌在酸性水溶液及氧氣存在下,能氧化黃銅礦(主要成分CuFeS2)產(chǎn)生硫酸鹽,進(jìn)而生產(chǎn)銅和綠礬(硫酸亞鐵晶 體),主要流程如下:
①由于過程中目的是為了得到綠礬,所以不能引入新的雜質(zhì),所以加入的試劑b為鐵粉; 若反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹泻头磻?yīng)是氫氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水.
②現(xiàn)有100噸雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的黃銅礦(雜質(zhì)不參與反應(yīng)且不溶于水),經(jīng)上述流程制得硫酸鐵溶液,再向硫酸鐵溶液中加入足量的鐵粉,請(qǐng)計(jì)算能制得硫酸亞鐵的質(zhì)量.黃銅礦中CuFeS2的質(zhì)量為100t×(1-8%)=92t.
黃銅礦中鐵元素的質(zhì)量為92t×$\frac{56}{64+56+32×2}$×100%=28t
因?yàn)辄S銅礦中的鐵全部轉(zhuǎn)為硫酸鐵,硫酸鐵的質(zhì)量為$\frac{28t}{\frac{56×2}{56×2+(32+16×4)×3}×100%}$=100t.
設(shè)制備出的硫酸亞鐵的質(zhì)量為x.

Fe+Fe2(SO43=3FeSO4
     400                     456
     100t                  x
$\frac{456}{400}$=$\frac{x}{100t}$
x=114t
故填:(1 ) D;
(2)4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3;Fe+Fe2 (SO43=3FeSO4
(3)防止生成的高溫的熔融物炸裂集氣瓶;
保持菜刀的干燥和潔凈.
(4)①鐵粉; 2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O.
②114t

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí),第一要正確書寫化學(xué)方程式,第二要使用正確的數(shù)據(jù),第三計(jì)算過程要完整.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.濾液中一定有Ag NO3、Fe(NO32
B.濾渣中一定有鐵和銀
C.濾渣中一定有銀,可能有鐵
D.濾液中一定有Fe(NO32,可能有Ag NO3

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(3)若用過氧化氫溶液制取一瓶干燥的氧氣,需要用到裝置F,則裝置F中應(yīng)放入的物質(zhì)是濃硫酸,氣體應(yīng)從e端通入(填“e”或“f”)
(4)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳選擇的發(fā)生裝置和收集裝置是BD(填選項(xiàng)字母),檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口,若木條復(fù)燃,則二氧化碳已滿.
(5)若用F裝置檢驗(yàn)制得的氣體是否為二氧化碳,則F裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O.

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C.Na2CO3、BaCl2、NaOH、過濾、HC1D.NaOH、BaCl2、Na2CO3、過濾、HC1

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