Question

【題目】下圖是無機物A到M在一定條件下的轉化關系（部分產物及反應條件未列出）。其中， I 是由第三周期元素組成的單質中，熔點最高的金屬。K是一種紅棕色氣體。

請回答下列問題

（1）M、F、E、G 四種物質中所含同一種元素，其名稱是_____________。

（2）寫出反應⑩（溶液 J + G）的離子反應方程式__________________________________。

（3）反應④中被還原的離子和被氧化的離子的物質的量之比是___________。

（4）向M的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，現象是______________________，寫出相應的化學方程式_____________________________，_______________________________。

（5）將化合物 D 與 KNO3、KOH 共融，可制得一種“綠色”環保高效凈水劑 K2FeO4（高鐵酸鉀），同時還生成 KNO2 和 H2O 。該反應的的化學方程式是___________________________。

（6）共有120 t 硫鐵礦（FeS2）參與反應①冶煉化合物D，最終得到化合物D共16 t，則冶煉D的轉化率為_____。

Answer 1

【答案】鐵 3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O 1:3 先產生白色沉淀，很快變為灰綠色，最終變成紅褐色 Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3 +3KNO3 + 4KOH 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O 20%

【解析】

FeS2氧化得到二氧化硫和氧化鐵，A可以繼續被氧化，則A為SO2，B為SO3，C為H2SO4，D為Fe2O3；I為第三周期中熔點最高的金屬單質，I為Al，則反應⑦為鋁單質與氧化鐵發生的鋁熱反應，得到Fe與氧化鋁；K是一種紅棕色氣體，則K為NO2，J為HNO3，J與G反應得到L，L被氧化成為NO2，則G為Fe，H為Al2O3，L為NO，聯系反應④：M+H2SO4 →F+NO知，M為Fe(NO3)2，F為鐵鹽溶液，E為Fe(OH)3，據此分析解答。

FeS2氧化得到二氧化硫和氧化鐵，A可以繼續被氧化，則A為SO2，B為SO3，C為H2SO4，D為Fe2O3；I為第三周期中熔點最高的金屬單質，I為Al，則反應⑦為鋁單質與氧化鐵發生的鋁熱反應，得到Fe與氧化鋁；K是一種紅棕色氣體，則K為NO2，J為HNO3，J與G反應得到L，L被氧化成為NO2，則G為Fe，H為Al2O3，L為NO，聯系反應④：M+H2SO4 →F+NO知，M為Fe(NO3)2，F為鐵鹽溶液，E為Fe(OH)3。

(1)M、F、E、G 四種物質中所含同一種元素，為Fe，其名稱是鐵，故答案為：鐵；

(2)反應⑩為鐵與硝酸反應生成硝酸亞鐵和一氧化氮，反應的離子反應方程式為3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O，故答案為：3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O；

(3)反應④為硝酸亞鐵與硫酸發生的氧化還原反應，反應中被還原的離子為硝酸根離子，反應生成NO，轉移3個電子，被氧化的離子為亞鐵離子，反應生成鐵離子，轉移1個電子，根據得失電子守恒，被還原的硝酸根離子和被氧化的亞鐵離子的物質的量之比是1∶3，故答案為：1∶3；

(4)向M(硝酸亞鐵)的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，可以看到的現象為先產生白色沉淀，很快變為灰綠色，最終變成紅褐色，相應的化學方程式有Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，故答案為：先產生白色沉淀，很快變為灰綠色，最終變成紅褐色；Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3；4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；

(5)化合物Fe2O3與KNO3、KOH共融，可制得一種“綠色”環保高效凈水劑K2FeO4(高鐵酸鉀)，同時還生成KNO2和H2O，反應的化學方程式為：Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O，故答案為：Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O；

(6)120 t 硫鐵礦(FeS2)中含有鐵元素120 t×=56t，完全轉化為氧化鐵能夠生成氧化鐵的質量為56t×=80t，因此冶煉氧化鐵的轉化率=×100%=20%，故答案為：20%。