Question

13．铁是人类较早使用的金属之一．运用铁及其化合物的知识，完成下列问题．
（1）所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是C（用字母代号填）．
A．Fe       B．FeCl₃     C．FeSO₄     D．Fe₂O₃
（2）向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl₃溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是1～100nm．
（3）电子工业需要用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺．
某校同学为测定FeCl₃腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：
首先取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，在此基础上，又进行了定量组成的测定：取50.0mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO₃溶液，得白色沉淀，过滤、干燥、称量，沉淀质量为43.05g，溶液中c（Cl^-）=6.0 mol/L．
（4）若要验证该溶液中含有Fe²⁺，正确的实验方法是B．
A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe²⁺．
B．向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe²⁺．
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe²⁺
（5）欲从废水中回收铜，并重新获得FeCl₃溶液设计实验方案如下：

A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①Fe②FeCl₂③Fe、Cu④HCl
B．请写出通入⑥的化学方程式2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃．

Answer 1

分析 （1）含元素的化合价既能升高，又能降低的物质；
（2）胶体的粒子大小范围是：1～100；
（3）FeCl₃溶液与铜反应：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺； 滴入KSCN溶液呈红色，存在三价铁离子；沉淀43.05g是氯化银，物质的量是0.3mol，据此计算氯离子的物质的浓度；
（4）验证该溶液中含有Fe²⁺，利用其还原性，注意排除铁离子对亚铁离子检验的干扰；
（5）腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁，加入过量的铁可以和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁，故A为Fe，经过滤所得滤液是氯化亚铁，滤渣是金属铜和过量的铁，铜不能盐酸反应，而金属铁可以，加入过量B为盐酸可以将铜分离，得到的滤液为氯化亚铁，滤液合并后通入氯气，能将亚铁离子氧化为三价铁，以此解答该题．

解答 解：（1）亚铁离子既能被氧化，又能被还原，故C正确，故选C；
（2）向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl₃溶液，至液体呈透明的红褐色，形成了胶体，胶体粒子直径范围是1～100nm，故答案为：1～100；    
（3）FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式是：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；由于滴入KSCN溶液呈红色，证明溶液中Fe³⁺有剩余，溶液中含有的金属阳离子是：Fe³⁺Fe²⁺Cu²⁺；
43.05g沉淀是氯化银，物质的量为0.3mol，溶液中c（Cl^-）=$\frac{0.3mol}{0.05L}$=6.0mol/L；
故答案为：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺；6.0；
（4）A、向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe³⁺，故A错误；
B、向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe²⁺，故B正确；
C、试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe²⁺，应该是先加入硫氰化钾，不变色，再加入氯水，若显示红色，证明有亚铁离子，故C错误；
故选B；
（5）腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁，加入过量的铁可以和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁，故A为Fe，经过滤所得滤液是氯化亚铁，滤渣是金属铜和过量的铁，铜不能盐酸反应，而金属铁可以，加入过量B为盐酸可以将铜分离，得到的滤液为氯化亚铁，滤液合并后通入氯气，能将亚铁离子氧化为三价铁，
A、由上述分析可知，①为Fe，②为FeCl₂③为Fe、Cu，④为HCl，故答案为：Fe；FeCl₂；Fe、Cu；HCl；
B、⑥是将亚铁离子氧化成三价铁离子，反应方程式是：2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，故答案为：2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃．

点评 本题考查了铁及其化合物的性质，涉及的内容较多，注意分析题中提供的信息，根据所学知识写成反应的方程式，本题难度中等．