精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
类比是化学学习中常用的方法之一,已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO33,但当铁过量时,产物是Fe(NO32.某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉过量时产物是FeCl2.为验证该观点是否正确,该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃,取其表面生成物并分别编号为A、B,然后通过实验确定其成分.探究过程如下:
(1)提出假设:A是FeCl3,B是FeCl2
(2)设计实验方案:
分别取A、B的溶液均进行以下实验,但实验现象相同.请填写下表中的相应空格.
实验方法 实验现象 结    论
分别向A、B溶液中加
KSCN溶液
 
固体物质中有FeCl3
分别向KMnO4溶液中
加适量A、B溶液
KMnO4溶液颜色无明显变化 固体物质中不含
 
(3)根据上述实验结论,写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式:
 

(4)为进一步探究FeCl3溶液的性质,他又利用A溶液做了如下一些实验,其中明显错误的是:
 

A.将A溶液滴入沸水中,并继续加热得到红褐色液体,该液体能产生丁达尔现象
B.向A溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色加深
C.在A溶液中滴加NaOH浓溶液,出现红褐色沉淀
D.将A溶液加热蒸干并灼烧,得到FeCl3固体
(5)实际应用:
①半导体、多媒体行业要用FeCl3溶液做印刷电路铜板腐蚀剂,请写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:
 

②腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+和Fe3+的浓度均为0.1mol/L,则溶液中Fe2+的浓度为
 
mol/L,原FeCl3溶液中Fe3+的浓度为
 
mol/L.
③请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:
 

氢氧化物
开始沉淀时的pH
氢氧化物
沉淀完全时的pH
Fe3+ 1.9 3.2
Fe2+ 7.0 9.0
Cu2+ 4.7 6.7
提供的药品:Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu
④某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显.请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀.
有关反应的化学方程式
 
 
.劣质不锈钢腐蚀的实验现象
 
分析:(2)三价铁离子遇到硫氰酸根显红色,氯气和金属铁反应的产物是氯化铁,不会生成亚铁盐;
(3)氯气和金属铁反应的产物是氯化铁;
(4)A、碘离子具有还原性,可以和三价铁之间反应;
B、铁和三价铁之间反应生成亚铁离子;
C、三价铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀;
D、三价铁离子易水解生成红褐色沉淀;
(5)①三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子;
②根据反应2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+及溶液中铁离子、铜离子的浓度计算出溶液中的亚铁离子浓度、原溶液中三价铁离子的浓度;
③除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+,根据表中数据可以看出,氢氧化亚铁沉淀需要的PH,铜离子完全沉淀了,所以先将亚铁离子氧化成铁离子,再调节PH除去铁离子;
④劣质不锈钢中的铁很容易发生化学反应,根据铁的还原性选择试剂进行检验.
解答:解:(2)A是FeCl3,B是FeCl2,分别向A、B溶液中加KSCN溶液,只有三价铁离子遇到硫氰酸根显红色,高锰酸钾具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为黄色的三价铁离子,
故答案为:溶液变红色;FeCl2
(3)氯气和金属铁反应的产物是氯化铁,Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式为:2Fe+3Cl2
  △  
.
 
FeCl3
故答案为:2Fe+3Cl2
  △  
.
 
FeCl3
(4)A、碘离子具有还原性,可以和三价铁之间反应生成碘单质和亚铁离子,碘遇淀粉显蓝色,淀粉溶液是胶体,具有丁达尔现象,故A正确;
B、铁和三价铁之间反应生成亚铁离子,向A溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色不会加深,故B错误;
C、三价铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,故C正确;
D、三价铁离子易水解,将氯化铁溶液加热蒸干并灼烧,得到氧化铁固体,故D错误;
故选BD;
(5)①三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子,反应的离子方程式是:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,故答案为:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
②根据反应方程式:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
                  2        2      1
溶液中的c(Fe2+)=2c(Cu2+)=0.2mol/L,
消耗的三价铁离子c(Fe3+)=2c(Cu2+)=0.2mol/L,
原溶液中c(Fe3+)=0.1mol/L+0.2mol/L=0.3mol/L,
故答案为:0.2;0.3;
③氢氧化亚铁完全沉淀的PH=9.0,此时铜离子完全沉淀,所以氢氧化亚铁很难除去,必须将亚铁离子氧化成三价铁离子然后除去;氢氧化铁完全沉淀的PH是3.2,氢氧化铜开始沉淀的PH是4.7,所以PH范围是:3.2-4.7,
故答案为:通入足量Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,加入CuO调节溶液的pH至3.2-4.7,过滤除去Fe(OH)3
④利用不锈钢中铁的还原性进行验证,选择试剂氧化铜、稀硫酸,反应的方程式为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O CuSO4+Fe=FeSO4+Cu,反应后劣质不锈钢表面有紫红色物质生成,
故答案为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;CuSO4+Fe=FeSO4+Cu;劣质不锈钢表面有紫红色物质生成.
点评:本题考查了铁和氯气反应的产物检验及其应用,是一道综合知识题目,考查角度广,难度较大,要求学生具有分析和解决问题的能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

类比是化学学习中常用的方法之一,已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO33,但当铁过量时,产物是Fe(NO32.某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉过量时产物是FeCl2.为验证此观点是否正确,该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃,取其表面生成物并分别编号为A、B,然后通过实验确定其成分.探究过程如下:
(1)提出假设:A是FeCl3,B是FeCl2
(2)设计实验方案:分别取A、B的溶液均进行以下实验,但实验现象相同.请填写下表中的相应空格
实验方法 实验现象 结论
分别向A、B溶液中加KSCN溶液
溶液变红色
溶液变红色
固体物质中FeCl3
分别向KMnO4溶液中加入适量A、B溶液 KMnO4溶液颜色无明显变化
固体物质中不含
FeCl2
FeCl2
(3)根据上述实验结论,写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式
2Fe+3Cl2
  △  
.
 
FeCl3
2Fe+3Cl2
  △  
.
 
FeCl3

(4)为进一步探究FeCl3溶液的性质,他又利用A溶液做了如下一些实验,其中明显错误的是
BD
BD
 (填写序号).
A.将A溶液滴入淀粉碘化钾溶液中,可得到蓝色液体,该液体能产生丁达尔现象
B.向A溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色加深
C.在A溶液中滴加NaOH浓溶液,出现红褐色沉淀
D.将A溶液加热蒸干并灼烧,得到FeCl3固体
(5)FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂,写出反应的离子方程式
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
.腐蚀后的废液中含有FeCl2、FeCl3、CuCl2,某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收Cu的方案:
方案1:向废液中加入过量的铁粉,充分反应后,过滤.在所得滤渣中加入足量的盐酸,充分反应后,再过滤即得到铜,该方案中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为:
Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+
Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+

方案2:在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1,用铜和石墨作电极进行电解,当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的Cu已全部析出.该方案中铜作
极,该电极上所发生的电极反应为 (若有多个电极反应,请全部写出)
Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2
Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2
.方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处,主要表现为:
产生污染性的气体氯气;使用了电解装置成本较高
产生污染性的气体氯气;使用了电解装置成本较高

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

类比是化学学习中常用的方法之一,已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO3)3,但当铁过量时,产物是Fe(NO3)2。某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉过量时产物是FeCl2。为验证该观点是否正确,该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃,取其表面生成物并分别编号为A、B,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:

(1)提出假设:A是FeCl3,B是FeCl2

(2)设计实验方案:分别取A、B的溶液均进行以下实验,但实验现象相同。请填写下表中的相应空格。

实验方法

实验现象

结论

分别向A、B溶液中加KSCN溶液

________

固体物质中有FeCl3

分别向KMnO4溶液中加适量A、B溶液

KMnO4溶液颜色无明显变化

固体物质中不含_______

(3)根据上述实验结论,写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式:___________________。

(4)为进一步探究FeCl3溶液的性质,他又利用A溶液做了如下一些实验,其中明显错误的是____________________________________________________________________。

A.将A溶液滴入沸水中,并继续加热得到红褐色液体,该液体能产生丁达尔现象

B.向A溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色加深

C.在A溶液中滴加NaOH浓溶液,出现红褐色沉淀

D.将A溶液加热蒸干并灼烧,得到FeCl3固体

(5)实际应用:

FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂,腐蚀后的废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2,某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收Cu的方案:

方案1:向废液中加入过量的铁粉,充分反应后,过滤。在所得滤渣中加入足量的盐酸,充分反应后,再过滤即得到铜。方案1中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为:_______________。

方案2:在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1,用铜和石墨作电极进行电解。当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的Cu已全部析出。方案2中铜作    极,所发生的电极反应为(若有多个电极反应,请按照反应发生的先后顺序全部写出)_____________。

方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处,主要表现为:________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

类比是化学学习中常用的方法之一,已知硝酸能把铁氧化成 Fe ( NO3)3、,但当铁过量时,产物是 Fe ( NO3 ) 2 。某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当 C12 足量时生成 FeC13 , 当铁粉过量时产物是 FeCl2。为验证该观点是否正确,该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的 C12 中点燃,取其表面生成物并分别编号为 A、B ,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:

( 1 )提出假设: A 是 FeCl3, B 是 FeCl 2

( 2 )设计实验方案:分别取 A、B 的溶液均进行以下实验,但实验现象相同。请填写下表中的相应空格。

( 3 )根据上述实验结论,写出 C12 与铁粉加热时发生反应的化学方程式:

_________________________________________________________________。

( 4 )为进一步探究 FeC13 溶液的性质,他又利用 A 溶液做了如下一些实验,其中明显错误的是____________________。

A.将 A 溶液滴入沸水中,并继续加热得到红褐色液体,该液体能产生丁达尔现象

B.向 A 溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色加深

C.在 A 溶液中滴加 Na OH 浓溶液,出现红褐色沉淀

D.将 A 溶液加热蒸干并灼烧,得到 FeC13 固体

( 5 )实际应用:

FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂,腐蚀后的废液中含有 FeC13、FeCl2、CuCl2,某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收 Cu的方案:

方案1:向废液中加人过量的铁粉,充分反应后,过滤。在所得滤渣中加人足量的盐酸,充分反后,再过滤即得到铜。方案 1 中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为:

_____________________________________。

方案2 :在废液中加人适量的盐酸调节溶液的 pH = 1 ,用铜和石墨作电极进行电解。当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的 Cu 已全部析出。方案 2 中铜作_________极,所发生的电极反应为(若有多个电极反应,请按照反应发生的先后顺序全部写出)___________________________________________________

方案 2 在电极上直接回收铜,操作上比方案 1 简便,但方案 2 也有不足之处,主要表现为:_____________________________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

类比是化学学习中常用的方法,已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO3)3,但当铁过量时,产物是Fe(NO3)2。某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉过量时产物是FeCl2,为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,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:

请填空:

 (1)提出假设:

    假设l:该固体物质是FeCl2

    假设2:该固体物质是          

    假设3:该固体物质是          

 (2)设计实验方案:

  取少量固体物质于烧杯中,加适量水溶解,得到溶液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:

 (3)根据上述实验结论,写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式                          

 (4)为进一步探究FeCl3溶液的性质,他又利用A溶液做了如下一些实验,其中明显错误的一项是  

    A.将A溶液滴入沸水中,并继续加热得到红褐色液体,该液体能产生丁达尔现象

    B.在苯酚溶液中滴加A溶液,呈紫色

    C.在A溶液中滴加NaOH浓溶液,出现红褐色沉淀

    D.将A溶液加热蒸干并灼烧,得到FeCl3固体

  (5)取100mLO.2mol/L 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         (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+)=O.3mol/L

    C.烧杯中有Cu无Fe,c(Cl-)=O.6mol/L

    D.烧杯中Fe、Cu均有,c(Fe2+)=O.3mol/L

查看答案和解析>>

同步练习册答案