Question

鐵及其化合物之間的相互轉化可用下式表示：

回答下列有關問題：
（1）鐵元素在周期表中的位置是___________________________。
（2）Fe與過量稀硫酸反應可以制取FeSO₄。若用反應所得的酸性溶液，實現上述①的轉化，要求產物純凈，可選用的試劑是________（選填序號）。
A．Cl₂          B．Fe          C．HNO₃         D．H₂O₂
（3）上述轉化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽極浸出的反應比較復雜，其中有一主要反應CuFeS₂+4Fe³⁺＝Cu²⁺+5Fe²⁺+2S（CuFeS₂中S為-2價），下列說法正確的是________（選填序號）。
A．從物質分類的角度看，黃銅礦屬于合金
B．反應中，所有鐵元素均被還原
C．反應中，CuFeS₂既作氧化劑又作還原劑
D．當轉移1 mol電子時，46 g CuFeS₂參加反應
（4）下述反應中，若FeSO₄和O₂的系數比為2︰1，試配平下列方程式：
FeSO₄ +  K₂O₂ →  K₂FeO₄ +  K₂O +  K₂SO₄ +  O₂↑
（5）向某稀HNO₃和Fe(NO₃)₃的混合溶液中逐漸加入鐵粉，產生無色氣體，  該氣體遇空氣變紅棕色，溶液中Fe²⁺濃度和加入Fe粉的物質的量之間的關系如右圖所示。則混合溶液中HNO₃和Fe(NO₃)₃的物質的量濃度之比為__________。

（6）某同學將鐵與水蒸氣高溫反應后的固體物質溶解在過量鹽酸中，如何判斷所得溶液中是否含有Fe³⁺？ ___________________________________________________________。

Answer 1

（1）第四周期第Ⅷ族（2）D（3）D（4）2  6  2  2  2  1
（5）4∶1（6）取少量溶液于試管中，加入2~3滴KSCN溶液，如溶液呈血紅色，則有Fe³⁺，反之則無。（其他合理答案均可，但不適用NaOH）

解析試題分析：（1）鐵元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。
（2）要實現轉化①Fe²⁺轉化為Fe³⁺需要加氧化劑才能實現，要使產物純凈，必須所加試劑發生反應后，不引進雜質；A、氯氣具有氧化性，能將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，但同時有氯離子生成，引進了雜質離子，錯誤；B、鐵不能把二價鐵離子轉化為三價鐵離子，錯誤；C、硝酸能將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，但溶液中會引進雜質硝酸根離子，錯誤；D、雙氧水能將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，產物為水，不引進雜質，正確。
（3）A、合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合在一起形成的具有金屬特性的物質，黃銅礦不是合金，錯誤；B、CuFeS₂中鐵元素的化合價為+2價，反應物Fe³⁺的化合價為+3價，生成物中Fe²⁺的化合價為+2價，所以不是所有鐵元素均被還原，錯誤；C、CuFeS₂中只有S元素的化合價升高，其他元素的化合價不變，所以CuFeS₂只作還原劑，錯誤；D、該反應中硫元素的化合價由-2價升高到0價（2個硫原子變價），鐵元素的化合價由+3價降低到+2價（4個鐵變價），故1mol CuFeS₂參加反應轉移4mol電子，46 g CuFeS₂的物質的量為0.25mol，參加反應轉移的電子為1mol，正確。
（4）結合題給信息利用化合價升降法配平，化學方程式為2FeSO₄+6K₂O₂=2K₂FeO₄+2K₂O+2K₂SO₄+O₂↑，答案為：2、6、2、2、2、1；
（5）稀溶液中HNO₃和Fe(NO₃)₃的氧化性順序為HNO₃＞Fe(NO₃)₃，加入鐵后會依次發生氧化還原反應，①Fe+4HNO₃= Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O；②Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；從圖象中可知鐵為1mol時，無Fe²⁺生成，發生反應①消耗硝酸為4mol，生成Fe³⁺1mol；再加入1mol鐵發生反應②生成Fe²⁺物質的量為3mol，反應的Fe³⁺物質的量為2mol，其中原溶液中的Fe³⁺物質的量1mol；混合溶液中HNO₃和Fe(NO₃)₃的物質的量濃度之比為4：1。
（6）考查Fe³⁺的檢驗方法，答案為：取少量溶液于試管中，加入2~3滴KSCN溶液，如溶液呈血紅色，則有Fe³⁺，反之則無Fe³⁺。
考點：考查鐵及其化合物的性質及相互轉化關系、氧化還原反應的基本概念和基本規律及計算。