题目内容
【题目】某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是_____ ___。
(2)甲组同学取2mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____ __。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是____ __。
(4)丙组同学取10 mL0.1mol/L KI溶液,加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验:
① 第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;
② 第二只试管中加入1滴K3Fe(CN)6] 溶液,生成蓝色沉淀:
③ 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是_____________(填离子符号);实验①和③说明:在I- 过量的情况下,溶液中仍含有 ___(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为___ ___。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_______ _;一段时间后.溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__ ____;生成沉淀的原因是____ __(用平衡移动原理解释)。
【答案】
(1)防止Fe2+被氧化;
(2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响);
(4)Fe2+; Fe3+;可逆反应;
(5)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;Fe3+催化H2O2分解产生O2;H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动。
【解析】
试题分析:(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化,故答案为:防止氯化亚铁被氧化;
(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,故答案为:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-;
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响,故答案为:隔离空气(排除氧气对实验的影响);
(4)加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象,实验②检验的离子是Fe2+,①第一支试管中加入1mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色说明生成I2,碘离子被铁离子氧化为碘单质,反应的离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明随浓度变小,碘离子在稀的氯化铁溶液中不发生氧化还原反应,仍含有铁离子,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,说明该反应为可逆反应。故答案为:Fe2+;Fe3+;可逆反应.
(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用,产生气泡的原因是铁离子做过氧化氢分解催化剂分解生成氧气,氯化铁溶液中存在水解平衡,Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+,水解反应为吸热反应,过氧化氢分解放出热量,促进Fe3+的水解平衡正向移动,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;铁离子做过氧化氢分解催化剂分解生成氧气;过氧化氢分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动。
【题目】铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合在空气中充分焙烧。
Ⅱ.焙烧后的固体加水浸取,分离得到溶液A和固体A。
Ⅲ.向溶液A中加入醋酸调pH约7~8,分离得到溶液B和固体B。
Ⅳ.再向溶液B中继续加醋酸酸化,使溶液pH小于5。
Ⅴ.向上述溶液中加入氯化钾,得到重铬酸钾晶体。
(1)Ⅰ中焙烧发生的反应如下,配平并填写空缺:
① FeOCr2O3 + Na2CO3 + □ = Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2↑
② Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑
(2)固体A中主要含有 (填写化学式)。
(3)Ⅴ中发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl,已知下表数据
物质 | KCl | NaCl | K2Cr2O7 | Na2Cr2O7 | |
溶解度 (g/100g水) | 0℃ | 28 | 35.7 | 4.7 | 163 |
40℃ | 40.1 | 36.4 | 26.3 | 215 | |
80℃ | 51.3 | 38 | 73 | 376 | |
获得K2Cr2O7晶体的操作由多步组成,依次是:加入KCl固体、 、过滤、洗涤、干燥得到晶体。洗涤沉淀的操作为 。
(4)Ⅲ中固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析固体B中氢氧化铝含量的方法是:称取n g样品,加入过量 (填写试剂名称)、溶解、过滤、再通入过量的CO2、灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g。计算样品中氢氧化铝的质量分数为 (用含m、n的代数式表示)。