Question

（16分）钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe²⁺、H⁺、Cl^-，可用下述方法处理该废液，回收盐酸和制备氧化铁涂料。

（1）单质X的化学式是            。

（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末，有关的化学方程式依次为：                                                                      。

（3）某铁红涂料中除含有Fe₂O₃外，还可能添加有CuO或FeO中的一种,请设计实验方案，探究该铁红涂料中添加物的成分。

① 提出合理假设

假设1：添加了CuO

假设2：添加了FeO

② 请设计方案，验证上述假设，写出实验步骤、预期现象和结论。

限选试剂：铁粉、3mol•L^-1H₂SO₄、0.1 mol•L^-1酸性KMnO₄溶液、10%NaOH溶液、10%H₂O₂、KSCN溶液

操作步骤	预期现象和结论
步骤1．取少量样品于试管中，                ____________________________________________	样品全部溶解，得到澄清的溶液。
步骤2．                                    步骤3．	___________________________ ___________________________

（4）请计算，用635g水完全吸收“高温喷雾焙烧”产生的HCl气体    升（标准状况），即可得到36.5%的浓盐酸（相对原子质量 Cl  35.5  H  1）。

Answer

（16分）（1） Fe （1分，写名称不给分）

（2）4FeCl2+ 4H2O+ O2 2Fe2O3 + 4HCl（3分）

（或 FeCl2+ 2H2OFe(OH)2+ 2HCl；4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3；

2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O，每式1分，共3分。条件及可逆符号不作为得分点）

（3）（10分）

操作步骤

预期现象和结论

步骤1．取少量样品于试管中，加入足量的3mol•L－1H2SO4，充分振荡。（2分）

步骤2．取少许上述溶液于，加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3mol•L－1H2SO4，充分振荡。（2分）

步骤3．取少许步骤1溶液于试管中，逐滴加入0.01 mol•L－1酸性KMnO4溶液.（2分）

（步骤2和步骤3的操作和现象结论可以互换位置）

若试管中出现红色固体，说明试样中有CuO（2分）

如果紫红色褪去，说明试样中有FeO（2分）

（4） 224 （2分）

【解析】

试题分析：（1）根据流程的目的可知，X是Fe，与酸反应生成亚铁离子，可除去酸同时不引入其他杂质；

（2）氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末，可知该过程发生了氧化还原反应，所以应有氧气参加，高温相当于给体系加热，氧化铁的生成应来自亚铁离子的水解，生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化得氢氧化铁，氢氧化铁分解产生氧化铁，所以该过程中涉及的化学方程式有：FeCl2+ 2H2OFe(OH)2+ 2HCl；4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3；2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O；

（3）根据表中所给的预期现象和结论，步骤1应选择酸，因为无论是CuO还是FeO都能溶于酸，所以操作1为：加入足量的3mol•L－1H2SO4，充分振荡；此时溶液中含有Cu2+、Fe2+ 、Fe3+，步骤2、3则应是检验溶液中的Cu2+或Fe2+，根据所给试剂，检验Cu2+，应选择铁粉、3mol•L-1H2SO4，检验Fe2+，应用0.1 mol•L-1酸性KMnO4溶液，具体步骤详见答案；

（4）设用635g水完全吸收“高温喷雾焙烧”产生的HCl气体xmol得到36.5%的浓盐酸，则36.5x/(635+36.5x)=36.5%，解得x=10，所以可吸收标准状况下的HCl的体积是224L可得36.5%的浓盐酸。

考点：考查对工业流程的分析与计算，离子的检验，实验方案的设计