Question

铁是人类较早使用的金属之一．运用铁及其化合物的知识，完成下列问题．
（1）所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是

 

（用字母代号填）．
A．Fe       B．FeCl₃     C．FeSO₄      D．Fe₂O₃
（2）向沸水中逐滴滴加1  mol/L FeCl₃溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是

 

nm．
（3）检验溶液中Fe³⁺存在的试剂是

 

（填物质名称），证明Fe³⁺存在的现象是

 

．电子工业需要用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式：

 

（4）若要验证溶液中不含Fe³⁺而只含有Fe²⁺，正确的实验操作方法及现象是

 

．
（5）欲从制造印刷电路板的废水中回收铜，并重新获得FeCl₃溶液设计实验方案如下：

A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①

 

 ②

 

 ③

 

 ④

 

⑤

 

B．请写出通入⑥反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应,胶体的重要性质,铁盐和亚铁盐的相互转变,二价Fe离子和三价Fe离子的检验,物质分离、提纯的实验方案设计

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性；
（2）胶体中分散质粒子半径在1-100nm之间；
（3）铁离子和KSCN溶液反应生成红色络合物而使溶液呈红色；氯化铁和Cu发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜；
（4）用KSCN溶液检验铁离子，用氯水氧化亚铁离子；
（5）反应中含有氯化亚铁、氯化铜，由工艺流程可知，滤渣③中含有金属铜，故应是废液与过量的Fe反应，滤液②中含有氯化亚铁，通入氯气可以得到氯化铁．滤渣③中含有金属铜、未反应的铁，加入盐酸，过滤，回收铜，滤液⑤中含有氯化亚铁，与滤液②合并，制备氯化铁．

解答： 解：（1）Fe元素有0、+2、+3价三种化合价，则处于中间价态的铁元素既有氧化性又有还原性，所以硫酸亚铁既有氧化性和还原性，故选C；
（2）得到的液体为胶体，胶体中分散质粒子半径在1-100nm之间，故答案为：1-100；
（3）铁离子和KSCN溶液反应生成红色络合物而使溶液呈红色，所以用KSCN溶液检验铁离子，反应后溶液呈血红色；氯化铁和Cu发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式为2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案为：硫氰化钾；血红色；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）用KSCN溶液检验铁离子，用氯水氧化亚铁离子，铁离子和KSCN反应导致溶液呈血红色，所以其检验方法为：先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液，据此确定溶液中存在亚铁离子不存在铁离子，故答案为：先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液；
（5）由工艺流程可知，滤渣③中含有金属铜，目的是制取氯化铁，废液应该与铁过量的Fe反应，故①Fe；滤液②中含有FeCl₂，通入⑥氯气可以得到氯化铁；滤渣③中含有金属Cu、未反应的Fe，加入④盐酸，过滤，回收铜，滤液⑤中含有FeCl₂，与滤液②合并，制备氯化铁，
由上述分析可知：①Fe ②FeCl₂③Fe和Cu ④HCl ⑤FeCl₂⑥Cl₂，
A．通过以上分析知，①Fe、②FeCl₂、③Fe和Cu、④HCl、⑤FeCl₂，故答案为：Fe；FeCl₂；Fe和Cu；HCl；FeCl₂；
B．氯水将氯化铁氧化生成氯化铁，离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．

点评：本题考查较综合，涉及物质的分离和提纯、氧化还原反应、离子检验等知识点，明确物质的性质是解本题关键，知道铁离子及亚铁离子的检验方法及反应现象．