题目内容
2.Fe(OH)3可用来制颜料、药物,作净水剂.现设计实验研究制备Fe(OH)3的方法.资料:新制Fe(OH)3在溶液中存在两种电离:Fe3++3OH-?Fe(OH)3?H++FeO2-+H2O
(1)向3支盛有1mL 1.0mol•L-1 FeCl3溶液的试管中,分别加入3mL不同浓度的NaOH溶液,都产生红褐色沉淀.充分反应后,过滤,取滤液分成两等份,分别进行实验,实验记录如表:
| | 5.0 | 6.0 | 7.0 |
| 实验Ⅰ:滴入几滴KSCN溶液 | 不变红 | 不变红 | 不变红 |
| 实验Ⅱ:先加入过量稀硫酸,再滴入几滴KSCN溶液 | 不变红 | 变红 | 变红 |
②当c(NaOH)≥6.0 mol•L-1时,实验Ⅱ中溶液变红的原因是FeO2-+4H+?Fe3++2H2O、Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3(用离子方程式表示).
(2)有同学提出可用某些盐与FeCl3反应制备Fe(OH)3.
①向1mL 1.0mol•L-1 FeCl3溶液中滴加1.0mol•L-1Na2CO3溶液,立即有大量气泡并有红褐色沉淀产生.有同学提出沉淀中可能含有碳酸盐.将沉淀过滤、洗涤后取样,加入少量稀盐酸,有无色气体产生,证明沉淀中含有碳酸盐.
②向1mL 1.0mol•L-1FeCl3溶液中滴加1.0mol•L-1Na2SO3溶液,溶液由黄色变为红色,无丁达尔效应,继续滴加Na2SO3溶液,最终得到红褐色沉淀.经检验沉淀中除Fe(OH)3外还含有FeSO3.产生FeSO3的原因是2Fe3++SO32-+H2O?2Fe2++SO42-+2H+、Fe2++SO32-?FeSO3↓.
(3)比较(1)和(2),制备Fe(OH)3的合理方法是1mL1.0mol•L-1FeCl3溶液与3mL浓度小于6.0mol•L-1的NaOH溶液(注明试剂和用量).
(4)FeSO4溶液仅与一种试剂反应也可制Fe(OH)3,该试剂的化学式是NaClO(写出一种即可).
分析 (1)①铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀;
②酸性环境存在FeO2-,c(NaOH)≥6.0 mol•L-1时,生成铁离子,与KSCN反应;
(2)①碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳气体生成;
②铁离子与亚硫酸根离子发生氧化还原反应得到亚铁离子,继续加亚硫酸钠,得到FeSO3;
(3)根据尽可能得到纯净的产品比较两种方法可得;
(4)FeSO4溶液可与NaClO制Fe(OH)3.
解答 解:(1)①产生红褐色沉淀的离子方程式是Fe3++3OH-?Fe(OH)3↓,故答案为:Fe3++3OH-?Fe(OH)3↓;
②酸性环境下,铁以FeO2-形式存在,当c(NaOH)≥6.0 mol•L-1时,FeO2-+4H+?Fe3++2H2O,铁离子使KSCN显红色,Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3;
故答案为:FeO2-+4H+?Fe3++2H2O;Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3;
(2)①碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳气体生成,证明沉淀中含有碳酸盐可加入少量稀盐酸,有无色气体产生;
故答案为:加入少量稀盐酸,有无色气体产生;
②向1mL 1.0mol•L-1FeCl3溶液中滴加1.0mol•L-1Na2SO3溶液发生反应:2Fe3++SO32-+H2O?2Fe2++SO42-+2H+,继续滴加Na2SO3溶液:Fe2++SO32-?FeSO3↓;
故答案为:2Fe3++SO32-+H2O?2Fe2++SO42-+2H+、Fe2++SO32-?FeSO3↓;
(3)(2)方法容易引入杂质,不妥,(1)中氢氧化钠浓度过大,铁离子的利用率不高,故选用1mL 1.0 mol•L-1 FeCl3溶液与3 mL浓度小于6.0 mol•L-1的NaOH溶液,
故答案为:1 mL 1.0 mol•L-1 FeCl3溶液与3 mL浓度小于6.0 mol•L-1的NaOH溶液;
(4)FeSO4溶液可与氧化剂NaClO制Fe(OH)3,故答案为:NaClO.
点评 本题考查了氢氧化铁的有关性质,涉及氧化还原反应,物质的制备,实验条件的选择等知识点,题目难度中等,要求学生对物质基本知识的掌握,辅以题目信息灵活运用.
| A. | K+、MnO4-、Cl-、SO42- | B. | Na+、CO32-、SO42-、Cl- | ||
| C. | NO3-、Na+、HCO3-、Ba2+ | D. | Na+、NO3-、H+、SO42- |
| A. | 工业合成氨时使用催化剂 | |
| B. | 配制SnCl2溶液时加入一定量的盐酸 | |
| C. | 25℃时,在稀硫酸溶液中由水电离出的c(H+)<1×10-7mol/L | |
| D. | AgCl在水中的溶解度大于在饱和NaCl溶液中的溶解度 |
| 起始加入量(mol) | 平衡时 | ||||
| A | B | C | A或C转化率(%) | C的物质的量分数(%) | 放出或吸收热量(KJ) |
| 1 | 1 | 0 | α1 | φ1 | Q1 |
| 0 | 0 | 2 | α2 | φ2 | Q2 |
| 2 | 2 | 0 | α2 | φ3 | Q3 |
| A. | α1+α2=1;φ2=φ1 | B. | φ3=2φ1;Q3=2Q1 | C. | φ3=φ1=φ2;Q3=2Q1 | D. | α1=α3;Q1+Q2=Q |
| A. | 0.2mol | B. | 0.1mol | ||
| C. | 小于0.1mol | D. | 大于0.1mol,小于0.2mol |
| 元素代号 | A | B | C | D | E |
| 原子半径/pm | 160 | 143 | 102 | 56 | 117 |
| 主要化合价 | +2 | +3 | +6,+4,-2 | -1 | +6,+4,-2 |
| A. | 元素A和B的最高价氧化物均可用作耐火材料 | |
| B. | 由元素B,C组成的化合物可以通过单质与单质化合制得,也可以在溶液中通过复分解反应制得 | |
| C. | 气态氢化物的还原性:C>E | |
| D. | D元素的非金属性最强,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强 |