题目内容

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-       
③ 综合上述实验现象,得出的实验结论是       

(1)Fe(OH)2Cl + 2H+ = Fe3+ + Cl- + 2H2O(1分)
(2)2Fe2+ + Cl2 = 2Cl- + 2Fe3+(1分)
(3)①Fe2+(1分) ②Fe3+、Fe2+、I(2分) ③Fe3+与I-的反应为可逆反应(2分)

试题分析:
(1)根据题意可得:Fe(OH)2Cl + 2H+ = Fe3+ + Cl- + 2H2O
(2)Cl2 与Fe2+发生氧化还原反应:2Fe2+ + Cl2 = 2Cl- + 2Fe3+(1分)
(3)①K3[Fe(CN)6]专门用于检验的Fe2+试剂; ②滴加KSCN溶液溶液变红有Fe3+、加2滴K3[Fe(CN)6]溶液溶液变蓝有Fe2+、滴加6滴0.1 mol/L FeCl3溶液溶液明显变黄有I;③反应物、生成物都存在,试管3中实验说明平衡移动,则Fe3+与I-的反应必为可逆反应。
练习册系列答案
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亚铁盐在空气中一般都易被氧化,而摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]比一般的亚铁盐要稳定,但受热时易分解易被氧化。其实验室的制备原理为:FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓
如图为制取摩尔盐的简要流程:

请回答下列问题:
(1)步骤①中反应容器应尽量避免摇晃或搅拌,目的是                                           
(2)步骤②中的操作是加热蒸发、                 。为什么不能加热蒸干?                  
(3)摩尔盐中NH4+、Fe2+、SO42-的检验:
①甲同学提出可以用湿润的              试纸、稀盐酸和              溶液来检验这三种离子。
②乙同学提出检验其中的Fe2+,可以用KSCN溶液和               ,预期的现象和结论是                             
③实际操作中,乙同学加人KSCN溶液时,发现溶液变成浅红色,于是他对自己的方法提出了怀疑。丙同学经过仔细思考认为,乙同学的方法是可行的,这是因为                                      
(4)丁同学欲测定摩尔盐中Fe2+的含量。他称取了4. 0g摩尔盐样品,溶于水,并加入适量稀硫酸,用0.20mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液10.00mL
①本实验的指示剂是              (填字母)。
A.酚酞B.石蕊C.甲基橙 D.不需要
②KMnO4溶液置于_       (填“酸式”或“碱式”)滴定管中·
③滴定终点的现象是___               
④产品中Fe2+的百分含量是___               
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                
某实验小组用工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制备有关物质,整个流程如下图所示。请回答:

(1)气体a的化学式为                  
(2)溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C,写出该反应的离子方程式         
(3)制备硫酸铜溶液。常温下,O2、铜粉和稀硫酸三者在一起,几乎不反应,当加入溶液D后,随即生成硫酸铜。经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用。
A.第一步反应的离子方程式为:4Fe2+O2+4H=4Fe3+2H2O,则第二步反应的郭子方程式为     
B.⑦操作中,配制Fe2(SO4)3溶液时应注意                      
(4)操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液。加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀(离子浓度小于10-5mol/L),然后再过滤,浓缩、结晶等,则pH至少调节为_____。
已知:Ksp[Cu(OH)2]≈1×10-22,Ksp[Fe(OH)2] ≈1×10-16,Ksp[Fe(OH)3] ≈1×10-38
(5)科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水。
A.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O,通入2mol水蒸气,发生如下反应:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)  △H=+484kJ/mol
20min末测得n(O2)=0.16mol,则这段时间的反应速率υ(H2)=_________;该温度下,此反应的平衡常数表达式K=___________________。
B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)  △H=-292kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)   △H=-221kJ/mol
请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。
铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用。

(1)已知:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1641.0kJ·mol-1 C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ·mol-1则Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)的△H=   kJ·mol-1
(2)铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀。某同学将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。液滴边缘是  区(填“正极”或“负极”),其电极反应式为   

(3)铁钛合金是一种常用的不锈钢材料,某同学在探究该合金的性质时,往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入铁屑至溶液显紫色,该过程中发生的反应有:
①2TiO2(无色)+Fe+4H=2Ti3(紫色)+Fe2+2H2O
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(4)①高铁酸钾(K2FeO4)是一种优良的水处理剂。FeO在水溶液中的存在形态如右图所示,纵坐标表示各存在形态的分数分布。
下列说法不正确的是   。(填字母)
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO的分布分数逐渐增大
C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:
HFeO+OH=FeO+H2O
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(5)向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)气体,加入KSCN溶液不显红色。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,可得铁    g。

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