题目内容

17．FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小．常见水处理剂还有高铁酸盐及ClO2，请回答下列问题：
（1）FeCl3可以用来刻蚀铜箔制造电路板，写出对应离子方程式2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 高铁酸盐是一种绿色净水剂，其有效成分是高铁酸根FeO42-．能消毒，且能净水．工业上常在强碱性介质中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠，该反应的化学方程式为2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O．
（2）ClO2是一种高效、低毒的消毒剂，工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为  2：1．
（3）漂白粉在工业中常用氯气通入石灰乳来制备，写出对应化学方程式2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+2H2O+Ca（ClO）2．在使用时将漂白粉溶于水配成溶液，放置一段时间即可使用，写出漂白粉工作原理的离子方程式Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3 ↓+2HClO．氯水也具有漂白性，但是久置氯水因为发生了2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2 HCl+O2↑反应而失去漂白性．
（4）描述实验室制备氢氧化铁胶体的方法向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热，写出对应离子方程式Fe3++3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3H+．
（5）为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3
1ClO3-+6Fe2++6H+=6 Fe3++1  Cl-+3H2O．

分析 （1）三氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物，根据电荷守恒、电子转移守恒、原子守恒可知另一种常见化合物含有H元素，应为水，据此写出离子方程式；
（2）KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得ClO2，可知SO32-被氧化成SO42-，由电子、电荷守恒可知该离子反应为2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O，由离子反应可知该反应氧化剂与还原剂物质的量之比；
（3）氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，HClO虽是强氧化性的酸，但它是比碳酸还弱的酸，Ca（ClO）2 能与水和二氧化碳发生复分解反应，生成CaCO3和 HClO，久置后次氯酸不稳定见光易分解生成HCl和O2，从而失去漂白性；
（4）实验室制备氢氧化铁胶体的方法是：促进三价铁离子的水解，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热；
（5）氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒可配平方程式．

解答 解：（1）三氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物，根据电荷守恒、电子转移守恒、原子守恒可知另一种常见化合物含有H元素，应为水，离子方程式为2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；
（2）KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得ClO2，可知SO32-被氧化成SO42-，由电子、电荷守恒可知该离子反应为2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O，氧化剂为KClO3，还原剂为Na2SO3，由离子反应可知该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；
（3）氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，方程式为2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+2H2O+Ca（ClO）2，HClO虽是强氧化性的酸，但它是比碳酸还弱的酸，Ca（ClO）2 能与水和二氧化碳发生复分解反应，生成CaCO3和 HClO，反应离子方程式为Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3 ↓+2HClO，
氯水中的次氯酸具有强氧化性，久置后次氯酸不稳定见光易分解生成HCl和O2，从而失去漂白性，方程式为2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2 HCl+O2↑，
故答案为：2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+2H2O+Ca（ClO）2；Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3 ↓+2HClO；2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2 HCl+O2↑；
（4）实验室制备氢氧化铁胶体的方法是：加热烧杯中的水至沸腾，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热，要注意实验过程不能用玻璃棒搅拌，否则溶液出现浑浊；当反应体系呈现红褐色，即制得氢氧化铁胶体，应立即停止加热，否则也容易出现浑浊，产生红褐色的氢氧化铁沉淀，往沸水中滴加饱和氯化铁溶液后，可稍微加热煮沸，但不宜长时间加热，反应原理为：Fe3++3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热；Fe3++3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3H+；
（5）氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1，Fe2+的系数为6，则铁离子的系数也是6，氯离子的系数是1，根据电荷守恒，则氢离子的系数是6，水的系数是3，配平后离子方程式为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O，
故答案为：1；6；6H+；6；1；3H2O．

点评 本题考查铁的化合物性质的应用、氧化还原反应方程式的配平、漂白粉的相关性质等，需要学生具备扎实的基础与灵活运用难度，难度中等．

练习册系列答案
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5．下列说法中不正确的是（　　）
A．红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析
B．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
C．通过煤的直接或间接液化，可以获得燃料油及多种化工原料
D．维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限
6．在酸性溶液中能大量共存，并且溶液为无色透明的是（　　）
A．K+、Ca2+、HCO3-、Cl-B．Cu2+、Na+、NO3-、Cl-
C．Na+、K+、Mg2+、SO42-D．Mg2+、Fe3+、Cl-、OH-
5．已知化学反应X+Y=M+N为吸热反应，下列说法正确的是（　　）
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，所以一定要加热反应才能进行
C．断裂反应物中的化学键吸收的能量小于形成生成物中的化学键放出的能量
D．反应物X和Y的总能量一定小于生成物M和N的总能量
12．下列各物质相互反应时，水即不作氧化剂又不作还原剂，但属于氧化还原反应的是（　　）
①F2与H2O； ②Na2O2和H2O；③NO2与H2O；④Cl2+H2O；⑤K与FeCl3 溶液；⑥P2O5与H2O．
A．①②③B．②③④C．②④⑤D．④⑤⑥
2．（1）如图1，某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢原子．
①A的结构简式为；
②A中的碳原子是否都处于同一平面？是（填“是”或“不是”）．
（2）有机物B的红外光谱图如图2，B的相对分子质量为74，B的结构简式为CH3CH2OCH2CH3．

（3）相对分子质量不超过100的有机物C，既能与金属钠反应产生无色气体，又能与碳酸钠反应产生无色气体，还可以使溴的四氯化碳溶液褪色．C完全燃烧只生成CO2和H2O．经分析其含氧元素的质量分数为37.21%．经核磁共振检测发现C的氢谱如下：
C的摩尔质量为86g/mol，C的结构简式为CH2=C（CH3）-COOH．
9．有关0.1mol/LNH3•H2O溶液中，下列说法中正确的是（　　）
A．氨水电离方程式为：NH3•H2O=NH4++OH-
B．溶液中有：c（NH4+）+c（H+）=c（OH-）
C．溶液中：c（NH3•H2O）=0.1mol/L
D．加入少量NaOH固体，溶液中碱性增强，c（H+）•c（OH-）的乘积将增大
6．合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
温 度（℃）360440520
K值0.0360.0100.0038
（1）①写出工业合成氨的化学方程式N2+3H2$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH3．
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是随温度升高，反应的平衡常数K减小．
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是ad．（填序号）
a．增大压强              b．使用合适的催化剂
c．升高温度              d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4（g）+H2O （g）═CO（g）+3H2（g） 获取，已知该反应中，当初始混合气中的 $\frac{n（{H}_{2}O）}{n（C{H}_{4}）}$ 恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1＜P2（填“＞”、“=”或“＜”）．
②该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）原料气H2还可通过反应CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g） 获取．
①T℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol•L-1，则平衡时CO的转化率为60%，该反应平衡常数的表达式为2.25．
②保持温度仍为T℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是cd（填序号）．
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n （CO）：n （H2O）：n （CO2）：n （H2）=1：1：1：1．
7．下列说法中正确的一组是（　　）
A．H2和D2互为同位素B．和   互为同分异构体
C．正丁烷和异丁烷是同系物D．和 是同一种物质

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