铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用.某实验小组设计了如下实验探究某些含铁化合物的制备.组成.性质等.请按要求回答下列问题:(1)铁的氯化物的制备与组成:在实验室中.FeCl2可用和盐酸反应制备.FeCl3可用铁粉和反应制备.现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品.测得n=1∶2.2.则该样品中FeCl2和FeC13物质的量之比为 .(2)水处� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。某实验小组设计了如下实验探究
某些含铁化合物的制备、组成、性质等。请按要求回答下列问题：
（1）铁的氯化物的制备与组成：在实验室中，FeCl₂可用________和盐酸反应制备，FeCl₃可用铁粉和
________反应制备。现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，测得n(Fe)∶n（Cl）=1∶2.2，则该样
品中FeCl₂和FeC1₃物质的量之比为__________。
（2）水处理剂和高容量电池材料――高铁酸钾（K₂F_eO₄）的制备与应用：
FeC1₃与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为
________________________________________________________________________；
与MnO₂－Zn电池类似，K₂FeO₄－Zn也可以组成碱性电池，其正极电极反应式为
________________________________________________________________________。
（3）光敏材料三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe(C₂O₄)₃］·xH₂O）中铁元素含量的测定：
步骤一：称量10.00 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250 mL溶液。
步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳。同时MnO被还原成Mn²⁺。向反应后的溶液中加入适量锌粉，至黄色刚好消失，所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。
步骤三：用0.0200 mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液20.02 mL，滴定中MnO还原成Mn²⁺。
重复步骤二、三操作，步骤三消耗0.0200 mol/L KMnO₄溶液19.98 mL。
①步骤一中除量筒、玻璃棒、烧杯外，还需要的玻璃仪器有____________________；步骤三滴定过程中盛装KMn₄溶液的仪器名称为___________；滴入最后一滴溶液时，锥形瓶中溶液变为_________色，静置半分钟溶液颜色不再变化，确认为滴定终点。
②步骤二加入锌粉的目的是_______________________________；
写出锌参与反应的离子方程式：____________________________________________。
③实验测得该晶体中铁元素的质量分数为____________。在步骤二中，若加入的KMnO₄溶液的量不足，则测得的铁元素含量____________。（填“偏低”“偏高”或“无影响”）

（18分）（1）铁粉氯气（2分）；4∶1（2分）
（2）2Fe³^＋＋3ClO^－＋10OH^－＝2FeO₄²^－＋3Cl^－＋5H₂O（2分）
FeO₄²^－＋3e^－＋4H₂O＝Fe(OH)₃↓＋5OH^－（2分）
（3）①250ml容量瓶和胶头滴管（2分）；酸式滴定管红（2分）
②将Fe³^＋还原成Fe²^＋（1分）；Zn＋2Fe³^＋＝Zn²^＋＋2Fe²^＋（2分） ③11.2%（2分）偏高（1分）

解析试题分析：（1）铁是变价金属，与强氧化剂反应生成＋3价铁，与弱氧化剂反应生成＋2价铁，所以在实验室中，FeCl₂可用铁和盐酸反应制备，FeCl₃可用铁粉和氯气反应制备。设样品中FeCl₂和FeC1₃物质的量分别是x 和y，则根据混合物n(Fe)∶n（Cl）＝1∶2.2可知，（x＋y）:（2x＋3y）＝1∶2.2，解得x∶y＝4∶1。
（2）FeC1₃与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，在反应中氯元素的化合价从＋1价降低到—1价，得到2个电子。铁元素的化合价从＋3价升高到＋6价，失去3个电子，即还原剂与氧化剂的物质的量之比是2:3，因此该反应的离子方程式为2Fe³^＋＋3ClO^－＋10OH^－＝2FeO₄²^－＋3Cl^－＋5H₂O；原电池种正极得到电子，所以在K₂FeO₄－Zn碱性电池中，锌是负极，K₂FeO₄是正极，所以正极电极反应式为FeO₄²^－＋3e^－＋4H₂O＝Fe(OH)₃↓＋5OH^－。
（3）①配制一定物质的量浓度溶液时，除量筒、玻璃棒、烧杯外，还需要的玻璃仪器有250ml容量瓶和定容的胶头滴管。由于高锰酸钾溶液极易强氧化性，且显酸性，所以步骤三滴定过程中盛装KMn₄溶液的仪器名称为酸式滴定管；酸性高锰酸钾溶液显红色，所以滴入最后一滴溶液时，锥形瓶中溶液变为红色，静置半分钟溶液颜色不再变化，确认为滴定终点。
②由于酸性高锰酸钾溶液也能把亚铁离子氧化生成铁离子，所以加入锌粉的作用是将Fe³^＋还原成Fe²^＋，反应的离子方程式为Zn＋2Fe³^＋＝Zn²^＋＋2Fe²^＋。
③两次实验中消耗0.0200 mol/L KMnO₄溶液的平均值＝（20.02 mL＋ 19.98 mL）÷2＝20.00ml，所以消耗高锰酸钾的物质的量是0.0200L×0.0200 mol/L＝0.0004mol。根据电子得失守恒可知，溶液中亚铁离子的物质的量＝0.0004mol×5＝0.0020mol，所以该晶体中铁元素的质量分数为×100%＝11.2%。在步骤二中，若加入的KMnO₄溶液的量不足，则可能导致草酸根剩余，从而导致第三步中消耗高锰酸钾溶液的体积增加，从而导致铁元素的含量偏高。
考点：考查铁及其化合物的性质；氧化还原反应方程式的配平；电极反应式的书写以及氧化还原滴定法的有关判断和计算等

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其他不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程，以该矿样为原料生产CuCl₂·2H₂O晶体。

已知：在20 ℃时，氯化铜的溶解度是73 g；常温下，金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。

金属离子	开始形成氢氧化物沉淀的pH	完全形成氢氧化物沉淀的pH
Fe²^＋	7.0	9.0
Fe³^＋	1.9	3.2
Cu²^＋	4.7	6.7

回答下列问题：
(1)步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中使用中学化学常见物质，用如图所示装置制取氧气，试写出你熟悉的、符合上述条件的两个化学方程式：______________________、________________________；

(2)在焙烧过程中还有废气产生，其中一种是主要的大气污染物。若在实验室中用碱液吸收处理，下列A、B、C装置中可行的是________(填字母)；若选用甲装置，则烧杯中的下层液体可以是________。

(3)步骤②酸浸过程中，需要用到3 mol·L^－¹的盐酸100 mL，配制该盐酸时。除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要用到的仪器有________________。
(4)步骤④加入物质X的目的是________________________________，物质X可以选用下列物质中的________。
A．氧化铜 B．稀盐酸
C．氨水 D．氧化亚铁
(5)在整个生产流程中，共需要进行________次过滤操作。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

某化学兴趣小组的学生从网上查得如下信息：①钠能在CO₂中燃烧。②常温下CO能与PdCl₂溶液反应得到黑色的Pd。经过分析讨论，他们认为钠在CO₂中燃烧时，还原产物可能是碳，也可能是CO，氧化产物可能是Na₂CO₃。为验证上述推断，他们设计如下方案进行实验，请回答下列问题。

（1）他们欲用上述装置组装一套新装置：用石灰石与盐酸反应制取CO₂(能随意控制反应的进行)来证明钠能在CO₂中燃烧并检验其还原产物，所用装置接口连接顺序为_________。
（2）若装置D的PdCl₂溶液中有黑色沉淀，C中有残留固体(只有一种物质)，则C中反应的化学方程式为________________________________________________________；
若装置D的PdCl₂溶液中无黑色沉淀，C中有残留固体(有两种物质)，则C中反应的化学方程式为___________________________________________________________。
（3）后来有一位同学提出，钠的氧化产物也可能是Na₂O，因此要最终确定钠的氧化产物是何种物质，还需要检验C中残留的固体是否含有Na₂O，为此，他认为应较长时间通入CO₂以确保钠反应完，然后按照如下方案进行实验，可确定残留固体中是否含有Na₂O，他的实验方案是_________________________________________________________。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

某实验小组欲探究Na₂CO₃和NaHCO₃的性质，发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。
（1）分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方
程式为         。
（2）称取两种固体各2 g，分别加入两个小烧杯中，再各加10 mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待
固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na₂CO₃固体完全溶解，而NaHCO₃固体有剩余，由此得出结论         。
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放Na₂CO₃的烧杯中出现的现象是   （填字母序号）。
a．溶液温度下降              b．溶液温度升高
c．滴入酚酞后呈浅红色        d．滴入酚酞后呈红色
（3）如图所示，在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。

①两试管中均产生气体，         （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的反应程度更为剧烈。
②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是         。
a．装置Ⅰ的气球体积较大                 b．装置Ⅱ的气球体积较大
c．生成气体的体积根据盐酸计算         d．生成气体的体积根据固体计算
（4）同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L^-1的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：

实验方案	预测现象	预测依据
操作1：向2 mL Na₂CO₃溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L^-1CaCl₂溶液	有白色沉淀	Na₂CO₃溶液中的CO₃^2-浓度较大，能与CaCl₂发生反应（写离子方程式）。
操作2：向2 mL NaHCO₃溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L^-1CaCl₂溶液	无白色沉淀	NaHCO₃溶液中的CO₃^2-浓度很小，不能与CaCl₂反应。

实施实验后，发现操作2的现象与预测有差异：产生白色沉淀和气体。则该条件下，NaHCO₃溶液与
CaCl₂溶液反应的离子方程式为。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

A              B         C
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
① 按上图组装仪器，检查装置的气密性；
② 将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯
④ 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置C的作用为                                      。
（2）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为               。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定
（1）步骤④中煮沸的作用是                                          。
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、                。
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是                    。

a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
（4）若滴定过程中消耗0.5000mol·L^?¹KI溶液20.00mL，则铁矿石中铁的百分含量为            。
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为                。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

某小组同学设计实验探究Fe³⁺与Fe²⁺相互转化，实验方案及现象如下：
Ⅰ. 配制FeCl₂溶液
取部分变质的氯化亚铁固体[含有难溶性杂质Fe(OH)₂Cl]，向其中加入稀盐酸，使其完全溶解，再加入适量铁粉。
Ⅱ. 实验探究Fe³⁺与Fe²⁺相互转化
实验1:
0.1 mol/L FeCl₂溶液无明显现象溶液变红
实验2:
0.1 mol/L FeCl₃溶液溶液变红溶液红色未褪去
写出Fe(OH)₂Cl与盐酸反应的离子方程式       。
（2）请用离子方程式解释实验1中滴加氯水后溶液变红的原因      。
（3）实验2的现象与预测不同, 为探究可能的原因，该小组同学又进行了如下实验，方案及现象如下：
步骤1：10 mL 0.1 mol/L KI溶液溶液明显变黄
步骤2：将黄色溶液分为三份：
试管1 取2 mL黄色溶液溶液变红
试管2 取3 mL黄色溶液溶液变蓝
试管3 取3 mL黄色溶液取上层溶液溶液变蓝（比试管2中溶液颜色深）
① 试管2中滴加K₃[Fe(CN)₆]检验的离子是       。
② 黄色溶液中含有的溶质微粒有K⁺、Cl^-和       。
③ 综合上述实验现象，得出的实验结论是       。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。在高中化学教材的几次改版中该实验曾出现过几种不同的演示方法，分别如下图中甲、乙、丙所示：

（1）现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有Ca(HCO₃)₂溶液的水槽中，加入一小块金属钠。下列现象描述正确的是_________（填字母）。
A．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失
B．钠熔化成一个光亮的小球
C．反应开始后，溶液由无色变红色
D．恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出
（2）请补充并完成甲实验中从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作：用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→__________→用镊子夹取金属钠投入到盛有Ca(HCO₃)₂溶液的水槽中。
（3）按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列几种情况收集产生的气体在相同条件下体积最大的是         。
A．用铝箔包住钠    B．用锡箔包住钠    C．直接将钠投入的水中
（4）用装满水的矿泉水瓶按图丙方法进行实验，（用手挤压矿泉水瓶共排出水的体积为112 mL）塞紧带有钠的塞子，反应结束后，干瘪的带塞矿泉水瓶恰好恢复成原状，假设瓶内、瓶外均属于标准状况，则所用金属钠的质量是多少克？（写出计算过程）

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

某研究性学习小组探究铁粉与水蒸气反应后的固体的组成，铁粉与水蒸气反应的化学方程式为         。
基于上述反应所得黑色固体粉末，研究性学习小组提出下列假设并欲做实验分析。
假设一：固体全部是Fe₃O₄
假设二：固体全部是Fe
假设三：固体是
取铁粉与水蒸气反应后的固体作为样品，进行如下实验探究。
探究1：取少量样品投入硫酸铜稀溶液中，若现象为     ，则假设一成立。
探究2：取1.68g样品在纯氧中灼烧后，若质量为   g，则假设二成立。
经过实验探究，假设一、二都不成立。
探究3：取样品4.00g进行如下实验。

B中的溶液是      ；实验后经测定样品完全反应，D中剩余固体质量为3.36g，且测得E中沉淀质量为6.0g，则样品中Fe₃O₄的质量分数为      ；实验装置中有一明显缺陷是      。

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科目：高中化学 来源： 题型：单选题

2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他在表面化学领域研究所取得的开拓性成就。某反应在Pt/Al₂O₃/Ba催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示（图中HC表示碳氢化合物，nitrate指硝酸盐），该机理研究是指（）

A．汽车尾气催化转化机理	B．钢铁生锈机理
C．合成氨工业催化氧化机理	D．氢氧燃烧电池电极反应机理

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