题目内容
铁铜单质及其化合物的应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O，首先将其制成水溶液，然后按照如图步骤进行提纯：
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：
| | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ |
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
| 氢氧化物沉淀完全时的pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 |
请回答下列问题：
（1）加入氧化剂的目的是
（2）下列最适合作氧化剂X的是
A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4
（3）加入的物质Y是
（4）如果不用物质Y而直接用可溶性碱溶液能不能达到目的？ (填“能”或者“不能”)。若不能，试解释原因 (若填“能”，此空不用回答)
（5）最后能不能直接蒸发得到CuCl2·2H2O？ (填“能”或者“不能”)。若不能，应该如何操作才能得到CuCl2·2H2O (若填“能”，此空不用回答)
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是
（7）若向溶液Ⅱ中加入镁粉，产生的气体是 ，试解释原因
（8）FeCl3溶液具有净水作用的原因是
（1）将Fe2+氧化为Fe3+，便于生成沉淀与Cu2+分离(1分) （2）C (1分) （3）CuO(也可以是氢氧化铜、碳酸铜或者碱式碳酸铜) (1分) （4）不能(1分) ，加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀(1分) （5）不能(1分) 应该在HCl气体氛围中进行蒸发结晶(2分) （6）碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀(2分) （7）氢气(1分) 镁粉与氯化铁、氯化铜水解得到的氢离子作用，产生氢气(1分) （8）铁离子水解成氢氧化铁胶体，吸附水中的悬浮颗粒物，加速沉降。起到净水作用(2分)
解析试题分析：（1）加入氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+，易除去，除杂时，不能引入新的杂质（2）加入过氧化氢能使亚铁离子氧化为铁离子，且不引入新杂质。故选C。（3）加入的物质Y可调节，使Fe3+全部沉淀，同时不引进新杂质，所以可以用Cu(OH)2、CuCO3、CuO、Cu2(OH)2CO3等。（5）不能，由于铜离子易水解，应在HCl气体氛围中进行蒸发结晶。（6）溶液Ⅱ中加入碳酸钙，由于溶液中含有H+，碳酸钙分解，形成二氧化碳气体和水，同时铁离子水解，形成氢氧化铁红褐色沉淀。（7）向溶液Ⅱ中加入镁粉，镁粉与氯化铁、氯化铜水解得到的氢离子作用，产生氢气。（8）铁离子水解成氢氧化铁胶体，吸附水中的悬浮颗粒物，加速沉降。起到净水作用。
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用；制备实验方案的设计
绿矾是一种重要的化工原料。
【问题1】绿矾晶体（FeSO4·7H2O）由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，某化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
（1）方案1：取少量溶液，加入几滴 试剂（写化学式），如果观察到的现象是溶液变血红色；实验结论：证明绿矾样品已被氧化。
（2）方案2：取少量溶液，加入几滴酸性KMnO4溶液，如果观察到的现象是 。实验结论：证明绿矾样品完全被氧化。
（3）使用FeSO4时，如要防止Fe3+的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，写出加入铁粉后发生反应的离子方程式 。
（4）要从FeSO4溶液中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤： 、冷却结晶、 过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有 （此空填序号）
| A．蒸发皿 | B．石棉网 | C．烧杯 | D．玻璃棒 |
工业上常通过高温分解FeSO4的方法制备Fe2O3，为检验FeSO4高温分解的气体产物中是否含有SO2和SO3，进行如下实验：将FeSO4高温分解产生的气体通入下图所示的装置中。请回答以下问题：
（1）装置I中氯化钡溶液中可观察到现象 。若氯化钡溶液足量，将最后所得沉淀过滤、洗涤、烘干后称重为2．33克，则灼烧绿矾的过程中转移了_________mol的电子。
（2）装置II中试剂为品红溶液，其作用是
（3）装置III中试剂为NaOH溶液，其作用是 。
某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行探究，请回答下列问题：
(1)反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑的还原剂是________(写化学式)；反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中，每生成1 mol O2转移________mol电子。
(2)进行探究：
①提出假设。
假设1：全部是Na2O2
假设2：全部是Na2CO3
假设3：________________
②设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、1 mol·L－1 H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯、胶头滴管。
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1：取少量固体样品于试管中，滴加足量1 mol·L－1 H2SO4溶液，然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口 | 若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立； 若澄清石灰水变浑浊，则______________________ |
| 步骤2： | |
| 步骤3： | |
为了检验市场上常见两种金属饮料瓶的主要成分，某小组取甲、乙两种饮料瓶，将其剪碎作为样品，分别按下述步骤进行实验：
I．取少量样品于试管中，加入盐酸，充分反应后过滤。
II．取少量滤液于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液。
步骤II的实验现象如下：
| 样品甲 | 生成白色沉淀，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀消失 |
| 样品乙 | 生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 |
（1）样品甲中金属的主要成分是 ，生成白色沉淀反应的离子方程式是 。
（2）样品乙进行步骤I后所得滤液中一定含有的金属离子是 ，白色沉淀变为红褐色反应的化学方程式是 。
测定剩余固体质量
测定沉淀质量
测定生成二氧化碳的质量
某研究性学习小组在研究由Fe2＋制备Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：
【实验设计】
方法一：按照图1进行实验，容器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式有： 。
方法二：按图2进行实验，最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上：①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________，b为___________，c为___________，d为___________。(填序号)
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？
（1）甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2如下信息：
| 资料名称 | 物理性质描述 | 化学性质描述 |
| 《化学辞典》，顾翼东编，1989年版P637 | 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 | 与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花 |
| 《大学普通化学（下册）》傅鹰著P637 | 白色沉淀 | 此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
| 《普通化学教程》（下册）P788 | 白色 | 能强烈吸收O2，迅速变成棕色 Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色，其中含有Fe2＋、Fe3＋。 |
阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是：__________ ；资料中提及的微绿色Fe3(OH)8，用氧化物的形式表示可写成__________________。
（2）乙同学依据配色原理：白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识，认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时，“方法一”中弹簧夹C应处于___________（填“打开”或“关闭”）状态，容器A中的反应须处于___________（填“停止”或“发生”）状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
Fe2O3具有广泛的用途。
甲同学阅读有关资料得知：在高温下煅烧FeCO3 可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论，他做了如下实验：
| 实验步骤 | 实验操作 |
| Ⅰ | 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再减轻，冷却至室温。 |
| Ⅱ | 取少量实验步骤Ⅰ所得固体放于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解。 |
| Ⅲ | 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红。 |
2Fe2O3+4CO2（1）写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式 。
（2）乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是__________（填序号）。
a．氯水 b．氯水+KSCN溶液 c. K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)
（3）丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是 。
（4）丙同学进一步查阅资料得知，煅烧FeCO3的产物中，的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法：先向FeCO3中依次加入试剂：
稀硫酸、 （填名称）和 （填名称）；再____________（填操作名称），灼烧，即可得到Fe2O3
（5）工业上通过控制样品的质量，使滴定时消耗KMnO4溶液体积数为c mL，菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%，可以简化测量。
某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g，用足量稀硫酸溶解后，再用0.0200mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定（KMnO4被还原成Mn2+），最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质，则所取菱铁矿的质 量a="_____________" g。（FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1）
