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鐵是自然界里分布最廣的金屬元素之一，在地殼中的質(zhì)量約占5%左右，鐵礦石的種類很多，重要的有磁鐵礦石、赤鐵礦石、菱鐵礦石等．某課外研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究鐵的制備和相關(guān)性質(zhì)．
Ⅰ、研究小組查閱資料，用甲酸和濃硫酸反應(yīng)制取的CO還原赤鐵礦得到鐵．制取CO的化學(xué)反應(yīng)為：
HCOOH
濃
H
2
S
O
4
60
～
80
℃
CO+H₂O
（1）此反應(yīng)原理中濃硫酸表現(xiàn)性質(zhì)是
脫水性
脫水性

（2）用該法制CO不需加熱的原因
甲酸與濃硫酸混合時(shí)，放出大量的熱，使溫度達(dá)到反應(yīng)所需的溫度
甲酸與濃硫酸混合時(shí)，放出大量的熱，使溫度達(dá)到反應(yīng)所需的溫度

（3）研究小組在實(shí)驗(yàn)室中裝配一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO氣體，用CO還原氧化鐵，并檢驗(yàn)其氧化產(chǎn)物、具有的環(huán)保特點(diǎn)．提供儀器有：具支試管（試管側(cè)壁有一支管，如圖1所示），另有橡皮塞（橡皮塞上最多只能打一個(gè)孔）、玻璃導(dǎo)管若干．在圖2的方框內(nèi)畫(huà)出該裝置示意圖（同類儀器最多只有三件，不必畫(huà)夾持儀器，但需注明所裝的藥品）

Ⅱ、研究小組用圖3裝置進(jìn)行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究，其中鐵來(lái)自于Ⅰ中實(shí)驗(yàn)得到，步驟如下：
a.向廣口瓶?jī)?nèi)注入足量熱NaOH溶液，將盛有鐵粉的小燒杯放入瓶中．
b.關(guān)閉止水夾，點(diǎn)燃紅磷，伸入瓶中，塞好膠塞．
c.待紅磷充分燃燒，一段時(shí)間后打開(kāi)分液漏斗旋塞，向燒杯中滴入稀硝酸，鐵粉恰好完全溶解．
（4）燃燒紅磷的目的是
消耗廣口瓶中的氧氣，避免干擾氣體的檢驗(yàn)
消耗廣口瓶中的氧氣，避免干擾氣體的檢驗(yàn)
．
（5）為證明氣體產(chǎn)物為NO，步驟c后還缺少的一步主要操作是
打開(kāi)止水夾，向瓶?jī)?nèi)通入少量氧氣
打開(kāi)止水夾，向瓶?jī)?nèi)通入少量氧氣
．
（6）查閱資料發(fā)現(xiàn)：硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低．鐵粉和稀硝酸的總反應(yīng)可表示為：aFe+bNO₃^-+cH⁺=dFe²⁺+fFe³⁺+gNO↑+hN₂O↑+kH₂O．當(dāng)a=8時(shí)，鐵和硝酸都全部反應(yīng)完全，則b的取值范圍為：
4＜b＜8
4＜b＜8
．

【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)；性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．

【答案】脫水性；甲酸與濃硫酸混合時(shí)，放出大量的熱，使溫度達(dá)到反應(yīng)所需的溫度；消耗廣口瓶中的氧氣，避免干擾氣體的檢驗(yàn)；打開(kāi)止水夾，向瓶?jī)?nèi)通入少量氧氣；4＜b＜8

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：4引用：1難度：0.5

相似題

1．濕法煉鋅廠在除雜過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量鐵礬渣。某黃鉀鐵礬渣主要含有K₂Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂、ZnO?Fe₂O₃及少量CaO、MgO、SiO₂等。一種由黃鉀鐵礬渣制備復(fù)合鎳鋅鐵氧體（ NiZnFe₄O₈）的流程如下：

回答下列問(wèn)題
（1）濾渣Ⅰ的主要成分是

。
（2）凈化除雜階段加入Fe粉時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

、

。已知：25℃時(shí)K_sp（CaF₂）=2.7×10^-11，K_sp （MgF₂）=6.4×10^-19．加入NH₄F使Ca²⁺、Mg²⁺離子沉淀，若沉淀后溶液中c（Ca²⁺）=2.7×10^-6mol?L^-1，則c（Mg²⁺）=

mol?L^-1。
（3）在Fe²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺共沉淀過(guò)程中，三種離子的損失濃度與pH的關(guān)系曲線如圖1所示，pH與n（NH₄HCO₃）：n（Fe²⁺+Ni²⁺+Zn²⁺）的關(guān)系曲線如圖2所示。為提高原料利用率，n（ NH₄HCO₃）：n（Fe²⁺+Ni²⁺+Zn²⁺）最好控制在

左右；按此比例，若以Me代表Fe、Ni、Zn元素，則生成MeCO₃?2Me（OH）₂?H₂O沉淀的化學(xué)反應(yīng)方程式為

。

（4）鐵氧體工藝階段制備 NiZnFe₄O₈過(guò)程中，需加入

劑（填“氧化”或“還原”）。按照上述流程，一座10萬(wàn)噸規(guī)模的鋅廠每年產(chǎn)生黃鉀鐵礬渣約5萬(wàn)噸，F(xiàn)e³⁺含量為27%，理論上每年可制備復(fù)合鎳鋅鐵氧體（NiZnFe₄O₈，M476g?mol^-1）

萬(wàn)噸（保留兩位有效數(shù)字）
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：28引用：1難度：0.4
解析
2．以廢干電池（主要含MnO₂、MnOOH、Zn、Zn（OH）₂、Fe、KOH）和鈦白廠廢酸（主要含H₂SO₄，還有少量Ti³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等）為原料制備錳鋅鐵氧體[Mn_xZn_1-xFe₂O₄]的流程如圖所示：

已知：①25℃時(shí)，K_sp（MgF₂）=7.5×10^-11，K_sp（CaF₂）=1.5×10^-10；酸性較弱時(shí)，MgF₂、CaF₂均易形成[MF_n]^2-n配離子（M代表金屬元素）；
②在Ag⁺催化下可發(fā)生反應(yīng)2Mn²⁺+5S₂
O
2
-
8
+8H₂O=2
M
n
O
-
4
+10
SO
2
-
4
+16H⁺；
③（NH₄）₂S₂O₈在煮沸時(shí)易分解．
（1）酸浸過(guò)程中含錳物質(zhì)被溶液中的FeSO₄還原為Mn²⁺，其中MnO₂參與反應(yīng)的離子方程式為

．
（2）氧化時(shí)加入H₂O₂將Ti³⁺、Fe²⁺氧化，再加入Na₂CO₃調(diào)節(jié)溶液pH為1～2，生成偏鈦酸（H₂TiO₃）和黃鉀鐵礬[K₂Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂沉淀，使得鈦、鉀得以脫除．
①加入Na₂CO₃成黃鉀鐵礬的離子方程式為

．
②若加入Na₂CO₃過(guò)多，將導(dǎo)致生成的黃鉀鐵礬沉淀轉(zhuǎn)化為

（填化學(xué)式）．
（3）氟化過(guò)程中溶液pH與鈣鎂去除率關(guān)系如圖所示．當(dāng)2.5＜pH＜4.0時(shí)，溶液pH過(guò)高或過(guò)低，Ca²⁺、Mg²⁺去除率都會(huì)下降，其原因是

．

（4）共沉淀前，需測(cè)定溶液中錳元素含量．準(zhǔn)確量取1.00mL氟化后溶液于錐形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸銀溶液振蕩：將溶液加熱至80℃，加入3g（NH₄）₂S₂O₈充分反應(yīng)后，再將溶液煮沸；冷卻后，用0.0700mol/L的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，平行滴定3次，平均消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液32.60mL．計(jì)算氟化后溶液中Mn²⁺物質(zhì)的量濃度

（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6
解析
3．某化學(xué)興趣小組參考工業(yè)制硝酸的化學(xué)原理，在實(shí)驗(yàn)室用下列各裝置進(jìn)行組合來(lái)制備硝酸并驗(yàn)證硝酸的性質(zhì)（所給裝置必須用到并且只能用一次，各裝置中的試劑均足量．已知常溫下CaCl₂能吸收氨氣）．

（1）裝置的連接順序?yàn)椋ㄓ胊、b、c、d等字母表示）：b接

，

接

，

接

．
（2）寫(xiě)出氨氣催化氧化的化學(xué)方程式

；
（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置A中堿石灰的作用是

，D中的現(xiàn)象是

；
（4）能證明有硝酸生成的現(xiàn)象是

；
（5）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，下列操作順序最合理的是

a.先加熱A裝置中的催化劑．再由導(dǎo)管a通入空氣
b.先由導(dǎo)管a通入空氣，再加熱A裝置中的催化劑
c.在由導(dǎo)管a通入空氣的同時(shí)，加熱A裝置中的催化劑．
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：7引用：3難度：0.5
解析

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