Question

19．某同学受硝酸能把铁氧化成Fe（NO₃）₃，但当铁过量时，产物是Fe（NO₃）₂的启发，提出过量氯气与铁反应生成FeCl₃、氯气与过量铁粉反应生成FeCl₂的观点．为了验证该观点是否正确，该同学将一定量铁粉与Cl₂恰好完全反应得到一固体物质A，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：（请把下列假设补充完整）
假设1：该固体物质是FeCl₂；
假设2：该固体物质是FeCl₃；
假设3：该固体物质是FeCl₃和FeCl₂．
（2）设计实验方案：
取少量固体物质A于烧杯中，加适量水溶解A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：（请在表格的横线处填空）

实验方法	实验现象	结论
在溶液中加入KSCN溶液	溶液变红色	固体物质中有FeCl3
在酸性KMnO4溶液中加入少量A	KMnO4溶液颜色无明显变化	固体物质中不含FeCl2

（3）已知　Fe（NO₃）₂溶液为浅绿色，往Fe（NO₃）₂溶液中加入少量的稀硫酸，溶液颜色有何变化（请把答案写在横线上）由浅绿色变为黄色，该变化过程的离子方程式为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（4）取100mL0.2mol/L的FeCl₃溶液置于烧杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反应后仍有固体剩余，下列叙述一定正确的是CD（设溶液体积不变，不考虑水解因素）．
A．烧杯中有Fe无Cu，c（Fe²⁺）=0.2mol/L    B．烧杯中有Cu无Fe，c（Fe²⁺）=0.3mol/L
C．烧杯中有Cu无Fe，c（Cl^-）=0.6mol/L    D．烧杯中Fe、Cu均有，c（Fe²⁺）=0.3mol/L
（5）在FeSO₄的溶液中加入与FeSO₄等物质的量的Na₂O₂固体，恰好使FeSO₄转化为Fe（OH）₃，写出该反应的离子方程式4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+O₂↑+8Na⁺．

Answer 1

分析 （1）根据类比法，结合铁和硝酸反应的产物，产物可能为FeCl₂、FeCl₃或二者的混合物；
（2）固体物质中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液颜色无明显变化，说明不变含还原性物质；
（3）NO₃^-在酸性条件下具有强氧化性，可与Fe²⁺发生氧化还原反应；
（4）A、铁还原性大于铜，铁有剩余，一定有铜剩余；
B、有铜无铁，说明铁全部反应生成亚铁离子，铜可能为反应或部分反应，溶液中铁离子不存在；
C、溶液中氯离子浓度不变；
D、溶液中铁铜都有，说明铁离子和铁反应生成亚铁离子；
（5）在FeSO₄的溶液中加入与FeSO₄等物质的量的Na₂O₂固体，恰好使FeSO₄转化为Fe（OH）₃，反应的离子方程式为：4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+O₂↑+8Na⁺．

解答 解：（1）根据类比法，结合铁和硝酸反应的产物，产物可能为FeCl₂、FeCl₃或FeCl₃和FeCl₂的混合物，
故答案为：FeCl₃；FeCl₃和FeCl₂；
（2）固体物质中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液颜色无明显变化，说明不变含还原性物质，即不含FeCl₂，
故答案为：溶液变红色；FeCl₂；
（3）NO₃^-在酸性条件下具有强氧化性，可与Fe²⁺发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，溶液由浅绿色变为黄色，
故答案为：由浅绿色变为黄色；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）A、铁还原性大于铜，铁有剩余，一定有铜剩余，只发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，依据铁离子物质的量0.02mol生成亚铁离子0.03mol，亚铁离子浓度c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故A错误；
B、有铜无铁，说明铁全部反应生成亚铁离子，铜可能为反应或部分反应，当铜部分反应时，所以反应为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，依据铁离子物质的量0.02mol则生成亚铁离子小于0.03mol，亚铁离子浓度c（Fe²⁺）小于0.3mol/L，故B错误；
C、溶液中氯离子浓度不变，烧杯中有Cu无Fe，说明铁全部反应生成亚铁离子，铜可能为反应或部分反应，溶液中铁离子不存在，溶液中c（Cl^-）=0.6mol/L，故C正确；
D、溶液中铁铜都有，说明只发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，烧杯中Fe、Cu均有，说明铁离子全部反应，依据A计算得到c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故D正确；
故选CD；
（5）在FeSO₄的溶液中加入与FeSO₄等物质的量的Na₂O₂固体，恰好使FeSO₄转化为Fe（OH）₃，反应的离子方程式为：4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+O₂↑+8Na⁺，
故答案为：4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+O₂↑+8Na⁺．

点评 本题考查了反应类推方法的应用，反应产物实验设计的应用，反应现象的判断，实验方案的设计，铁、铜、氯化铁溶液共存问题的分析判断离子浓度的计算，题目难度中等．