题目内容

（本题共13分）甲、乙两同学研究Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况。
步骤
操作
现象
Ⅰ
向2mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液
溶液由棕黄色变为红褐色，并有少量刺激性气味的气体逸出
（1）常温下，FeCl3溶液的pH_______7（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（2）分析红褐色产生的原因。
① 甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3，请用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因：________。
② 乙同学认为可能是发生了氧化还原反应，其中Fe3+ →Fe2+ ；请写出Fe3+ 跟SO32－反应的离子方程式
______________。
乙同学查阅资料得知：
1．Fe2+与SO32－反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3；
2．墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后，溶液呈红褐色。
（3）甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)3，设计并完成了如下实验：
步骤
操作
现象
Ⅱ
用激光笔照射步骤I中的红褐色溶液
出现“丁达尔效应”
甲同学因此得出结论：溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3。而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足，乙同学的理由是________。
（4）为进一步确认Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况，乙同学设计并完成了如下实验：
步骤
操作
现象
Ⅲ
向1 mol?L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2
溶液由黄色变为红褐色
Ⅳ
用激光笔照射步骤Ⅲ中的红褐色溶液
没有出现“丁达尔效应”
① 经检验步骤Ⅲ中红褐色溶液含有Fe2+，检验Fe2+选用的试剂是_________（填字母）。
a．K3[Fe(CN)6] 溶液         b．KSCN溶液        c．KMnO4溶液
② 请用离子方程式和必要的文字说明步骤Ⅲ中出现红褐色的原因       。
（5）结论：由上述实验得知，甲、乙两同学所持观点均正确。
 （1）＜（1分） （2） ① Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入Na2SO3后，c(H+)下降，平衡正向移动，生成Fe(OH)3（离子方程式1分，平衡移动方向1分，共2分）
② 2Fe3+ + SO32- +H2O ==2Fe2+ +SO42-+2H+  （2分）
（3）FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出现“丁达尔效应” （2分）（4）①  a （1分）
② 2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝ 2Fe2+ + SO2- 4 + 4H+； Fe2+ + SO2 +H2O ＝ FeSO3↓ + 2H+（或2Fe3+ + 3SO2 + 4H2O ＝2FeSO3↓+ SO2- 4 + 8H+）；FeSO3与剩余的FeCl3溶液混合而呈现红褐色。（每个方程式2分，文字阐述1分，共5分）

试题分析：（1）氯化铁是强酸弱碱盐，铁离子水解溶液显酸性，因此常温下，FeCl3溶液的pH＜7。
（2）① 在氯化铁溶液中存在铁离子的水解平衡：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入Na2SO3后，消耗氢离子，溶液中c(H+)下降，平衡正向移动，生成Fe(OH)3。
②铁离子具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者可以发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe3+ + SO32- +H2O==2Fe2+ +SO42-+2H+。
（3）由于FeSO3和FeCl3混合后即使不反应，混合溶液也可能出现“丁达尔效应”。
（4）①由于溶液显红褐色，虽然亚铁离子能与高锰酸钾溶液反应，但现象不明显，所以检验亚铁离子的试剂应该选择K3[Fe(CN)6] 溶液，实验现象是溶液中产生蓝色沉淀，答案选a。
②在溶液中铁离子与SO2发生氧化还原反应：2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝2Fe2+ + SO2- 4 + 4H+，生成的亚铁离子与SO2继续反应：Fe2+ + SO2 +H2O＝FeSO3↓ + 2H+（或2Fe3+ + 3SO2 + 4H2O ＝2FeSO3↓+ SO2- 4 + 8H+），生成的FeSO3与剩余的FeCl3溶液混合而呈现红褐色。
练习册系列答案
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（1）将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，能观察到的现象是______．
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（3）向40mL1mol/L的NaOH溶液中通入过量的CO2，并将溶液分成两等份．
①一份加热、蒸干、灼烧，所得固体的化学式是______．
②将（2）中所得固体A全部放入另一份溶液中，发生反应的离子方程式是______．混合后的溶液充分搅拌后，加热、蒸干、灼烧，所得固体中两种阴离子的物质的量之比是______．
（15分）Fe2O3俗称氧化铁红，常用作油漆着色剂。工业以煤矸石（主要成分：SiO2 49.5%；Fe2O3 20.6%；Al2O318.9%，以及MgO、FeO等其他杂质）制备并研究氧化铁红的应用。
（一）制备氧化铁红
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2．加酸溶解：将预处理后的煤矸石溶于质量分数为15%过量的硫酸溶液中，过滤。在滤液中加入的H2O2。
3．调节pH：在上述滤液中加1mol/LNaOH溶液调节溶液的pH，再过滤，得到滤渣。
4．产品处理：将滤渣进行水洗、烘干、煅烧、研磨、过筛得产品。
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀
1.3
3.3
7.5
10.3
完全沉淀
2.8
5.2
9.7
12.2
请回答下列问题：
（1）预处理时，将煤矸石焙烧2小时的目的是                      。
（2）酸浸操作中，过量H2SO4的作用是                          。
在实验室中进行该操作时，用到玻璃仪器有      、     。
（3）用NaOH溶液调节pH的最佳范围是      。若从第二次过滤的滤液中获取较纯净的硫酸镁晶体，应补充的操作是                          、洗涤后，干燥即得。
（4）产品处理时，对滤渣水洗的操作是                         。
（二）分析与讨论：

（5）产品处理时，煅烧温度对产品的纯度有很大影响。已知温度对产物纯度的影响如图1所示，则煅烧时温度最好控制在     ℃。
（6）吸油量是反映氧化铁红表面性质的重要指标。吸油量大，说明氧化铁红表面积较大，则用在油漆中会造成油漆假稠，影响质量。不同浓度的两种碱溶液对产物吸油量影响如图2所示，则上述生产中在调节溶液pH时，选用NaOH溶液而不选用氨水的原因是                       。
（16分）辉铜矿是冶炼铜的重要原料。
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（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：

①铜单质放置于潮湿空气中，容易生成碱式碳酸铜，反应化学方程式是              ；
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i)Fe2O3+3H2SO4 ＝Fe2(SO4)3+3H2O
ii) Cu2S+ Fe2(SO4)3 ＝CuSO4+CuS+2FeSO4
iii)                                              
④步骤Ⅱ中调节pH后的溶液中，铜离子浓度最大不能超过       mol/L。
（已知Ksp[(Cu(OH)2)]＝2×10－a）
实验题(14分)：Ⅰ、HCOOH是一种无色、易挥发的液体，某学习小组参照：原理，用下列仪器（加热及固定装置省略）制备干燥、纯净的CO，并用CO还原CuO粉末。
（1）若所制气体流向从左向右时，上述仪器连接为： A→(   ) →(    )→(    )→(   ) →(   )
（2）A装置中小试管的作用（至少答两条）：
①                               。②                               。
（3）证明HCOOH受热产物中有CO的现象为：                            。
（4）本实验有3处用到酒精灯，除A、B处外，还缺一个酒精灯，应放在       处.
Ⅱ、学习小组查阅资料知：
Cu的颜色为红色或紫红色，而Cu2O的颜色也为红色或砖红色。②4CuO2 Cu2O + O2↑；③ Cu2O +2H+
= Cu+Cu2+ + H2O ；因此对CO充分还原CuO后所得红色固体是否含有Cu2O进行了认真的研究，提出下列设计方案：
方案①：取该红色固体溶于足量稀硝酸中，观察溶液颜色的变化。
方案②：取该红色固体溶于足量稀硫酸中，观察溶液颜色的变化。
（5）写出Cu2O与稀硝酸反应的化学方程式：                                 。
（6）请你评价方案②的合理性，并简述理由：方案②：            ，理由：                        。
（16分）铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

（1） 装置A中发生反应的化学方程式为：                     ，反应过程中试管B中的现象是                           ，试管C的作用是                 。
（2） 导管D的下端(虚线段)应位于              （液面上、液面下），导管D的作用有：①实验结束后排除装置中的SO2；②                                                           。
实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还有黑色固体甲生成，甲中可能含有CuO、Cu2O、CuS、Cu2S。为探究甲的成分，进行了以下的实验。
查阅资料可知：Cu2O + 2HCl =CuCl2+ Cu + H2O， 2Cu2O + O2煅烧 4CuO，2CuS+3O2煅烧2CuO+2SO2，Cu2S+2O2煅烧2CuO+SO2。CuS、 Cu2S和稀HCl不反应。

锻烧

 

（3） 固体乙在空气中煅烧时，使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外，还必须有：                                       。
（4） 煅烧过程中，除上述反应外，还可能发生反应的方程式为                                    。
（5）结论：甲中有CuO，还肯定含有的物质是          。
Cu、Cu2O和CuO组成的混合物加入100 mL 0.6 mol/L HNO3溶液，恰好使混合物溶解，同时收集到224 mL NO气体(标准状况)。下列说法不正确的是
A．产物中硝酸铜的物质的量为0.025 mol
B．若混合物中Cu的物质的量为0.005 mol，则其中Cu2O、CuO的物质的量共0.020 mol
C．若混合物中含0.01 mol Cu，则其中Cu2O、CuO的物质的量均为0.005 mol
D．混合物中Cu的物质的量的取值范围为0.005 mol<n(Cu)<0.015 mol
某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋。若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为   (　　)。
A．6.4 g B．4.8 g C．2.4 g D．1.6 g

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