题目内容
【题目】FeCl3 为中学化学中经常使用的物质，长郡化学实验小组为探究 FeCl3 的性质，进行了如下实验。
(1)学习小组 A 为探究 FeCl3与 KI 溶液的反应，特设计如右图所示的原电池实 验装置。在实验过程中，学习小组 A 发现，灵敏电流计的指针先偏转，最后 示数为零。若此时向甲中加入适量 FeCl2 固体，灵敏电流计的指针又发生偏转 此时________（填“甲”或“乙”）中石墨电极为负极，对应的电极反应方程式为_________
(2)学习小组 B 把 FeCl3 溶液分别加入Na2CO3 溶液和Na2SO3溶液中，发现有如下实验现象：
对于②中的实验现象，学习小组 B 的同学们有诸多猜测，继续进行实验： I．小明取②中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的 BaCl2溶液，产生白色沉淀。小明得出结论：FeCl3 与 Na2SO3 发生了氧化还原反应，离子方程式是_____。
Ⅱ，小红认为小明的实验不严谨，重新设计实验方案并进行实验，证实了小明的结论是正确的。其实验方 案是______________________________。
(3)学习小组 C 进一步探究 FeCl3 溶液与足量锌粉的反应。实验操作及实验现象如下表所示：
已知：Zn 的化学性质与 Al 相似，能发生反应
①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：______
②分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质。
i．黑色固体可以被磁铁吸引
ii．向黑色固体中加入足量的 NaOH 溶液，产生气泡；
iii．将 ii 中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡； iv.向 iii 反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，无变化。 a．黑色固体中一定含有的物质是_____。
b．学习小组 C 认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有 Fe3O4，理由是__________________
(4)为进一步探究 1．0 mol/L FeCl3 溶液中 Fe3+和 H+氧化性的相对强弱，学习小组 C 补充实验并观察到反应开始时的实验现象如下表所示：
学习小组 C 得出结论：在 1．0 mol/L FeCl3 溶液中，Fe3+的氧化性比 H+强。则表格中横杠处应填____________
【答案】（1）甲 （2）Fe2+-e-= Fe3+（3）2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++ SO42-+2H+（4）取②中红棕色溶液少许，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀。（5）①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中的c(H+)降低，同时促进了Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+的水解，使溶液中出现红褐色的氢氧化铁沉淀（6）Fe和Zn（7）III中若存在Fe3O4,稀盐酸和Fe3O4反应，产生的Fe3+可与铁继续反应生成Fe2+，导致VI中检测不到Fe3+。所以不能确定是否存在Fe3O4（8）5mL 1.0mol.L-的盐酸
【解析】
本题是探究 FeCl3 的性质的实验问题。因为Fe3+具有强氧化性，所以可以氧化还原性离子如I- 、SO32 所以(1)(2)结合Fe3+强氧化性进行回答；Fe3+易水解，所以（3）结合Fe3+水解的知识分析；（4）探究Fe3+和H+的氧化性强弱，所以要求所加试剂的浓度和体积都相同，即可比较。
（1）当在甲中加入FeCl2 固体实际是加入了Fe2+ ，导致2Fe3++I- 2Fe2++I2平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，作为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为2Fe2+－2e-＝2Fe3+ ；答案：甲 2Fe2+－2e-＝2Fe3+。
（2）取②中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的 BaCl2 溶液，产生白色沉淀。FeCl3 与 Na2SO3 发生了氧化还原反应，离子方程式是2Fe3++SO32-+H2O= 2Fe2++ SO42-+2H+。
（3）因为Zn 的化学性质与 Al 相似，能与碱发生反应放出氢气，由实验知①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中的c(H+)降低，会促进Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+的水解，使溶液中出现红褐色的氢氧化铁沉淀。答案：①溶液温度升高，反应过程中生成H2使溶液中的c(H+)降低，都会促进Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+的水解，使溶液中出现红褐色的氢氧化铁沉淀。
②因为Zn 的化学性质与 Al 相似，能与碱发生反应放出氢气，根据向黑色固体中加入足量的 NaOH 溶液，产生气泡，说明有Zn存在，ii 中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡，说明含有金属Fe； iv.向 iii 反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液无变化，说明没有Fe3+，无法确定是否有Fe3O4, 因为Fe3+可与铁继续反应生成Fe2+，导致VI中检测不到Fe3+ 。所以黑色固体中一定含有的物质是Fe和Zn。答案：Fe和Zn。
b．因为Fe3O4也是黑色固体，也可以被磁铁吸引，但是上述实验无法确定黑色固体中是否含有 Fe3O4，理由是III中若存在Fe3O4,稀盐酸和Fe3O4反应，产生的Fe3+可与铁继续反应生成Fe2+，导致VI中检测不到Fe3+。所以不能确定是否存在Fe3O4 。
（4）本实验的目的是探究 1．0 mol/L FeCl3 溶液中 Fe3+和 H+氧化性的相对强弱。所以盐酸和FeCl3 溶液的浓度和体积应该相同，所以应该选择5mL 1.0mol.L-1的盐酸做对比实验。
