[题目]文献表明:工业上.向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁;相同条件下.草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+.为检验这一结论.雅礼中学化学研究性小组进行以下实验:资料:i. 草酸(H2C2O4)为二元弱酸.ii. 三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)33H2O]为翠绿色晶体.光照易分解.其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42- K=6.3� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】文献表明：工业上，向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁;相同条件下，草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论，雅礼中学化学研究性小组进行以下实验：

资料:i. 草酸(H2C2O4)为二元弱酸。

ii. 三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)33H2O]为翠绿色晶体，光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42- K=6.3×10-21

iii.FeC2O42H2O为黄色固体，溶于水，可溶于强酸。

（实验1）用以下装置制取无水氯化亚铁

(1)仪器a的名称为___________。

(2)欲制得纯净的FeCl2，实验过程中点燃A、C酒精灯的先后顺序是___________。

(3)若用D的装置进行尾气处理，存在的问题是__________、___________。

（实验2）通过Fe3+和C2O42-在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。

(4)取实验2中少量晶体洗浄，配成溶液，漓加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是______________。

(5)经检验，翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)33H2O。设计实验，确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是_____。

(6)取实验2中的翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：_____Fe(C2O4)3]3-+____H2O____FeC2O4·2H2O↓+__________+_______

（实验3）研究性小组又设计以下装置直接比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱，并达到了预期的目的。

(7)描述达到期目的可能产生的现象：_____________________。

【答案】分液漏斗先点燃A处酒精灯，再点燃C处酒精灯发生倒吸可燃性气体H2不能被吸收溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-，加热硫酸后，H+与C2O42-结合可使平衡正向移动，c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液变红取少量实验2中的翠绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀 2 4 2 3C2O42- 2CO2↑ 电流计的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生

【解析】

实验一：在装置A中用浓硫酸与NaCl固体混合加热制取HCl，通过B装置的浓硫酸干燥，得纯净HCl气体，然后在装置C中Fe与HCl发生反应产生FeCl2和H2，反应后的气体中含H2和未反应的HCl气体，可根据HCl极容易溶于水，用水作吸收剂吸收进行尾气处理；

实验二：FeCl3溶液与K2C2O4发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl；用KSCN溶液检验Fe3+；用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+；根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写离子方程式；

实验三：根据2Fe3++C2O42-=2Fe2++2CO2↑，判断原电池正负极反应及相应的现象。

(1)根据图示可知仪器a名称是分液漏斗；

(2)为防止Fe与装置中的空气发生反应，制得纯净的FeCl2，实验过程中先点燃A处酒精灯，使装置充满HCl气体，然后给C处酒精灯加热；

(3)若用D的装置进行尾气处理，由于HCl极容易溶于水，HCl溶解导致导气管中气体压强减小而引起倒吸现象的发生，而且可燃性气体H2不能被吸收；

(4)在实验二中，向FeCl3溶液中加入K2C2O4溶液，发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl，产生的翠绿色晶体为Fe2(C2O4)3的结晶水合物K3Fe(C2O4)33H2O，取实验2中少量晶体洗浄，配成溶液，漓加KSCN溶液，不变红，继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。则加硫酸后溶液变紅的原因是在溶液中存在电离平衡：溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-，加入硫酸后，硫酸电离产生H+与溶液中的C2O42-结合生成弱酸H2C2O4，使可使平衡正向移动，导致溶液中c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液变红；

(5)若K3Fe(C2O4)33H2O发生氧化还原反应，则会产生Fe2+，检验方法是取少量实验2中的翠绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀，证明无Fe2+，产生的K3Fe(C2O4)33H2O未发生氧化还原反应；

(6)在光照条件下草酸铁溶液发生氧化还原反应，产生FeC2O4·2H2O、CO2气体，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式：2Fe(C2O4)3]3-+4H2O2FeC2O4·2H2O↓+2C2O42－+2CO2↑；

(7)该装置构成了原电池，在左边，Fe3+获得电子变为Fe2+，溶液变为浅绿色，左边电极为正极；在右边电极上，溶液中的C2O42-失去电子，发生氧化反应，C2O42--2e-=2CO2↑，右边电极为负极，会看到电极上有气泡产生。

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实验序号	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液

(1)该实验探究的是_________________________________因素对化学反应速率的影响。

(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO4-)＝________ mol·L－1(假设混合溶液的体积为50 mL)。

(3)小组同学发现反应速率变化如图乙，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：

①产物Mn2＋是反应的催化剂，②_______________________________

Ⅱ：当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为___________________________________

(2)在恒温恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________________

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回答下列问题：

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Ⅲ．NO2和NO都能被酸性KMnO4溶液氧化吸收。

甲按照如图所示的实验装置进行实验：

实验操作和现象记录如表所示：

实验操作	实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞	无明显现象
加热烧瓶，反应开始后停止加热	①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅。 ②反应停止后，A中无固体剩余

请回答下列问题：

① 加热前，向烧瓶中滴入浓硝酸没有明显现象的原因是________________________________

② 检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是________________________________

③ 甲取少量B中溶液，加热，实验现象是____________________________________________，请用化学平衡原理解释原因________________________________________________________，甲依据该现象得出结论：铁与硝酸反应有NO生成。

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