(14分)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溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是________________________。
(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四种离子,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________;
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如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称是________,操作Ⅱ的名称是________。
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式 ;
(4)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O)。
a.称取2.850g绿矾(FeSO4·7H2O)产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需_____________________________________________。
②某同学设计的下列滴定方式,最合理的是________。(夹持部分略去)(填字母序号)
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
(14分)(1)Fe2+、Fe3+、H+ (2)B、C
(3)①过滤(1分) 洗涤(1分) ②4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(4)①250 mL容量瓶 ②b ③0.975(其余均为2分)
(1)磁性的固体Y应该是四氧化三铁,所以与足量盐酸反应后,溶液中的阳离子分别是Fe2+、Fe3+、H+。
(2)氢氧化钠是过量的,因此得不到氢氧化铝沉淀。又因为氢氧化亚铁极易被氧化生成氢氧化铁,所以滤渣应该是氢氧化铁、氢氧化镁和氢氧化铜。滤渣灼烧后生成氧化铁、氧化镁和氧化铜,与足量盐酸反应生成氯化铁、氯化镁和氯化铜,因此所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是Fe2+、Al3+,即答案选BC。
(3)①滤渣从溶液中分离出的方法是过滤,即操作I的名称是过滤。碳酸亚铁沉淀在烘干、煅烧之前必须进行洗涤,所以操作Ⅱ的名称是洗涤。
②由于亚铁离子极易被氧化,所以在空气中煅烧碳酸亚铁的的化学方程式是4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
(4)①由于是配制250ml溶液,所以还需要250 mL容量瓶。
②样品的水溶液是显酸性的,应该用酸式滴定管。同样高锰酸钾溶液具有强氧化性,也应该用酸式滴定管,所以答案选b。
③根据5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O可知,25ml溶液中含有的亚铁离子的物质的量是0.01000mol/L×0.02L×5=0.001mol,则FeSO4·7H2O的质量0.001mol×278g/mol×10=2.78g,所以样品中FeSO4·7H2O的质量分数为2.78g÷2.850g=0.975,即97.5%。