题目内容

5．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C（用字母代号填）：
A．Fe          B．FeCl3           C．FeSO4           D．Fe2O3
（2）向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl3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1-100nm．
（3）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：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+．
  某校同学为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：首先取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是Fe3+、Fe2+、Cu2+，在此基础上，又进行了定量组成的测定：取50.0mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色沉淀，过滤、干燥、称量，沉淀质量为43.05g．溶液中c（Cl-）=6.0 mol/L．
（4）若要验证该溶液中含有Fe2+，正确的实验方法是B（填字母）；
A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe2+．
B．向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+．
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe2+
（5）欲从废水中回收铜，并重新获得FeCl3溶液设计实验方案如图：

请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①Fe②FeCl2③Fe、Cu④HCl．

分析 （1）同一种元素，处于最高价态时只有氧化性、处于最低价态时只有还原性、处于中间价态时既有氧化性又有还原性；
（2）胶体分散系中分散质直径在1-100nm之间；
（3）FeCl3溶液与Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+； 
能使KSCN溶液呈红色的微粒是Fe3+，溶液中含有Fe3+，说明Fe3+没有完全被还原，氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，则溶液中还含有Fe2+、Cu2+；
沉淀为AgCl，n（AgCl）=$\frac{43.05g}{143.5g/mol}$=0.3mol，根据Cl原子守恒计算c（Cl-）；
（4）Fe2+和KSCN溶液不反应，但能被酸性KMnO4溶液氧化而使KMnO4溶液褪色，也能被氯气氧化生成Fe3+，用氯水和KSCN溶液检验亚Fe2+之前必须除去Fe3+的干扰；
（5）反应液中含有FeCl2、CuCl2，由工艺流程可知，滤渣③中含有Cu，故应是废液与过量的Fe反应，滤液②中含有FeCl2，通入Cl2可以得到FeCl3；滤渣③中含有金属Cu、未反应的Fe，加入盐酸，过滤，回收Cu，滤液⑤中含有FeCl2，与滤液②合并，制备FeCl3．

解答 解：（1）同一种元素，处于最高价态时只有氧化性、处于最低价态时只有还原性、处于中间价态时既有氧化性又有还原性，
A．Fe中Fe元素化合价处于最低价态0价，只有还原性，故错误；
B．氯化铁氧化性较强，且只有氧化性，故错误；
C．该物质中Fe元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，故正确；
D．该物质中Fe元素化合价为+3价，只有氧化性，故错误；
故选C；
（2）胶体分散系中分散质直径在1-100nm之间，该操作得到的是氢氧化铁胶体，分散系中粒子直径范围为1-100nm，故答案为：1-100；
（3）FeCl3溶液与Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，
能使KSCN溶液呈红色的微粒是Fe3+，溶液中含有Fe3+，说明Fe3+没有完全被还原，氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，则溶液中还含有Fe2+、Cu2+；
沉淀为AgCl，n（AgCl）=$\frac{43.05g}{143.5g/mol}$=0.3mol，根据Cl原子守恒计算c（Cl-）=$\frac{n（C{l}^{-}）}{V}$=$\frac{n（AgCl）}{V}$=$\frac{0.3mol}{0.05L}$=6.0mol/L，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+； Fe3+、Fe2+、Cu2+；6.0；
（4）A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe3+，亚铁离子和KSCN溶液不反应，所以用KSCN溶液无法鉴定是否含有亚铁离子，故错误；
B．亚铁离子具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+，故正确；
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe元素，不能说明是否含有亚铁离子、铁离子还是二者都有，故错误；
故选B；
（5）反应液中含有FeCl2、CuCl2，由工艺流程可知，滤渣③中含有Cu，故应是废液与过量的Fe反应，滤液②中含有FeCl2，通入Cl2可以得到FeCl3；滤渣③中含有金属Cu、未反应的Fe，加入盐酸，④为HCl，过滤，回收Cu，滤液⑤中含有FeCl2，与滤液②合并，制备FeCl3，
通过以上分析知，①②③④分别是Fe、Fe和Cu、HCl，
故答案为：①Fe；②FeCl2；③Fe Cu；④HCl．

点评 本题以Fe及其化合物为载体考查物质分离和提纯、氧化还原反应、离子检验、胶体等知识点，明确物质性质差异性、氧化还原反应原理、离子检验方法及现象是解本题关键，注意：检验离子时要排除其它因素的干扰，如（4）C选项，题目难度不大．

练习册系列答案
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17．如图：X为铝片，Y为镁条，a为NaOH溶液，按图组装一个原电池，下列说法正确的是（　　）
A．X为负极，电极反应为：Al-3e-═Al3+
B．X为正极，电极反应为：2H2O+O2+4e-═4OH-
C．Y为负极，电极反应为：Mg-2e-═Mg2+
D．Y为正极，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑
16．实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数W（Na2CO3），称取此混合物5.0g，溶于水中，配成250mL溶液．
【方案一】：沉淀法．利用化学反应把HCO3-、CO32-完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中ω（Na2CO3）．
（1）量取100mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO3-、CO32-完全转化为沉淀，应选用的试剂是D（填编号）．
A．CaCl2溶液      B．MgSO4溶液      C．NaCl溶液       D．Ba（OH）2溶液
（2）将所得沉淀充分干燥，称量沉淀的质量为mg，由此可以计算ω（Na2CO3）．如果此步中，沉淀未干燥充分就称量，则测得ω（Na2CO3）偏小（填“偏大”、“偏小“或“无影响”）．
【方案二】：量气法．量取10.00mL配制好的溶液与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃、1.01×105Pa）的体积，由此计算混合物中ω（Na2CO3）．
（1）装置中导管a的定量作用是让锥形瓶中的气体进入分液漏斗上部，保证测量气体体积的准确．
（2）若撤去导管a，使测得气体体积偏大
（“偏大”，“偏小”或“无影响”）．
【方案三】：滴定法．量取25.00mL配制好的溶液加入锥形瓶中，滴加2滴酚酞试剂，摇匀，用0.2000mol•L-1的盐酸滴定到终点（已知终点时反应H++CO32-═HCO3-恰好完全）．重复此操作2次，消耗盐酸的体积平均值为20.00mL．
（1）量取25.00mL配制好的溶液，应选择碱式滴定管仪器来完成．
（2）判断滴定终点的依据是由红色突变为无色，且30s不恢复．
（3）此法测得ω（Na2CO3）=84.8%．
13．下列离子方程式中，正确的是（　　）
A．碳酸钙与盐酸反应：CO32-+2H+═CO2↑+H2O
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C．硝酸银溶液中加入铜粉：Ag++Cu═Cu2++Ag↓
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20．A-J 是中学化学中常见的几种物质，它们之间的转化关系如图所示．已知常温下A 为金属单质，B 为淡黄色粉末，C、F、I 为气态单质，E 在常温下为液体，且E 可由C、F 化合而成，J 可用作杀菌消毒剂．回答下列问题：

已知：2NaCl+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2NaOH
（1）B 的化学式为Na2O2，与E 组成元素相同的化合物的化学式为H2O2．
（2）反应①的反应类型是ac（填字母代号）．
a．化合反应b．分解反应c．氧化还原反应d．置换反应
（3）写出反应⑦的化学方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O．
（4）检验金属A 的阳离子常用的实验方法是焰色反应．
10．按要求填写下列空白．
（1）N2（g）和H2（g）反应生成1molNH3（g）放出4301kJ热量，写出其热化学方程式N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），△H=-8603KJ/mol．
（2）航天领域使用氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，酸式氢氧燃料电池的电解质时酸．其正极反应可以表示为O2+4H++4e-=2H2O；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其负极反应可以表示为H2+2OH--2e-=2H2O．（填电极反应式）
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（5）将H+、Cu2+、SO42-、Cl-、NO3-五种离子组成电解质按要求进行电解：以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，应采用的电解质是CuCl2、HCl．（填化学式）
17．下列各项操作中，“先沉淀后溶解”现象的是（　　）
A．向CaCl2溶液中通入过量SO2
B．向Na2SiO3溶液中滴入过量的盐酸
C．向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2
D．向Al2（SO4）3溶液中滴入过量的NaOH溶液
14．NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．在标准状况下，分子总数为NA的H2和O2混合气体，其体积约为22.4L
B．5.6g铁与足量的氯气反应，转移电子数为0.2NA
C．11.2LH2O所含有的原子数为1.5NA
D．0.2mol/L的Na2CO3溶液中含有的Na+数为0.4NA
12．石蜡油（17个碳原子以上的液态烷烃混合物）的分解实验装置如图所示（部分仪器已忽略）．在试管①中加入石蜡油和氧化铝（催化石蜡分解）；试管②放在冷水中，试管③中加入溴水．
实验现象：
试管①中加热一段时间后，可以看到试管内液体沸腾；试管②中有少量液体凝结，闻到汽油的气味，往液体中滴加几滴高锰酸钾酸性溶液颜色褪去．根据实验现象回答下列问题：
（1）装置A的作用是防止试管③中液体倒吸回试管②中（或用作安全瓶）
（2）试管①中发生的主要反应有：
C17H36$→_{△}^{催化剂}$C8H18+C9H18           C8H18$→_{△}^{催化剂}$C4H10+C4H8
丁烷可进一步裂解，除得到甲烷和乙烷外，还可以得到另两种有机物，它们的结构简式为CH2=CH-CH3和CH2=CH2，这两种有机物混合后在一定条件下可聚合成高分子化合物，其反应类型属于加聚反应反应．其可能结构为AC（答案可能不止一个，下同）
A．    B．
C．    D．
（3）写出试管③中反应的一个化学方程式CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br（或写CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br），该反应的类型为加成反应．
（4）试管②中的少量液体的组成是③④（填序号） ①甲烷 ②乙烯 ③液态烷烃 ④液态烯烃．

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