题目内容

11．化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和适量盐酸的反应生成FeCl2还是FeCl3”．请你参与探究并回答有关问题：
（1）一位同学向所得溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe2+．
①这位同学可观察到实验现象是产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀，
②请写出对应的化学方程式FeCl2+2NaOH═Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3．
（2）另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现血红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去．为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：铁有一种化合物称为高铁酸盐（含有FeO42-）．②新制氯水含有大量氯气分子．③氯气具有很强的氧化性．于是同学们提出两种假设，
①第一种假设是：Cl2可将Fe3+氧化为FeO42-，请写出该离子反应方程式2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+．
②第二种假设是：SCN-被Cl2氧化（用文字表达）．
（3）有一瓶未加稀硫酸与铁屑的FeSO4溶液，在空气中放置一段时间后，溶液颜色变黄且有红褐色浑浊．
写出并配平上述变化的化学反应方程式：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2（SO4）3+4Fe（OH）3↓．

分析 （1）根据NaOH溶液与FeCl2溶液先后发生反应：FeCl2+2NaOH═Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3，可观察到产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀；
（2）①根据Cl2做氧化剂被还原生成氯离子，Fe3+被氧化为FeO42-，确定反应物和生成物，然后根据化合价升降总数相等和原子守恒配平；
②SCN-中S为负二价，N为负三价均为最低价有被氧化的可能，溶液的颜色会逐渐褪去，可能溶液中的SCN-被过量的氯水氧化；
（3）FeSO4溶液，在空气中放置一段时间后，被空气中的氧气氧化生成硫酸铁和氢氧化铁的红褐色浑浊．

解答 解：（1）NaOH溶液与FeCl2溶液先后发生反应：FeCl2+2NaOH═Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3，可观察到产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀，
故答案：产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀；FeCl2+2NaOH═Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3；
（2）①Cl2做氧化剂被还原生成氯离子，Fe3+被氧化为FeO42-，根据化合价升降总数相等和原子守恒得：2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+，
故答案为：2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+；
②SCN-中S为负二价，N为负三价均为最低价有被氧化的可能，溶液的颜色会逐渐褪去，可能溶液中的SCN-被过量的氯水氧化，
故答案为：SCN-被Cl2氧化；
（3）FeSO4溶液，在空气中放置一段时间后，被空气中的氧气氧化生成硫酸铁和氢氧化铁的红褐色浑浊，反应方程式为：12 FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2（SO4） 3+4 Fe（OH）3↓，故答案为：12 FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2（SO4） 3+4 Fe（OH）3↓．

点评 本题是实验探究题，难度中等，解题需正确获取题干信息并能灵活运用所学化学知识，进行分析问题、解决问题．

练习册系列答案
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9．下列溶液中物质的量浓度为1mol•L-1的是（　　）
A．将20gNaOH溶解在500mL水中
B．将22.4L HCl气体溶于水配成1 L溶液
C．将1 L 10 mol•L-1浓盐酸加入9L水中
D．将10gNaOH溶解在少量水中，恢复至室温，再加蒸馏水直到溶液体积为250mL
2．某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验．
（1）比较两实验装置，图2所示装置的优点是：
①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；
②便于控制反应的发生和停止．
（2）能说明有SO2气体产生的实验现象是品红溶液褪色．
（3）反应一段时间后，用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：
Ⅰ：只含有Fe3+；Ⅱ：只含有Fe2+；Ⅲ：既有Fe3+又有Fe2+．
为验证Ⅲ的可能性，选用如下试剂，填写下列空格：
A．酸性KMnO4溶液  B．稀硫酸溶液    C．KSCN溶液  D．淀粉-KI溶液   E．H2O2溶液
验证Ⅲ：步骤1．取试样，滴加少量的C或D（填试剂序号），溶液的颜色变成红色或蓝色则试样中含有Fe3+，发生反应的离子方程式为Fe3++3SCN-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（SCN）3或2Fe3++2I-=2Fe2++I2．
步骤2．取少量溶液于试管中，滴加酸性高锰酸钾，若溶液颜色褪去，证明含Fe2+，则试样中含有Fe2+．
19．（1）在实验室可使用如图装置制取乙酸乙酯，请回答下列问题：
写出制取乙酸乙酯的化学方程式：CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O；反应类型为取代反应（或酯化反应）．b试管中的液体为饱和碳酸钠溶液．
（2）有机气体A是一种植物生长调节剂，其相对分子质量为28．A通入溴水中，能使溴水褪色．A的结构简式是CH2=CH2，其与溴水反应的化学方程式是CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br，反应类型为加成反应．
6．铁及其化合物与生活密切相关，古代炼丹家以绿矾（FeSO4•7H2O为原料，放在炼丹炉中锻烧可制得绿矾油．绿矾油是一种无色粘稠液体，可用于除掉兵器上的铁锈．如图是2.78g绿矾隔绝空气受热分解时，所得固体产物的质量随温度变化的曲线．将加热产生的所有气体通入足量的BaCl2溶液．得自色沉淀1.16g．
（1）绿矾油主要成份的化学式为H2SO4．t1～t2．发生反应的化学方程式为2FeSO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2O3+SO3↑+SO2 ↑．
（2）若将28.8g草酸亚铁（FeC2O4）隔绝空气加热至100℃，得到14.4g黑色细粉，则可推知该黑色细粉为FeO．
（3）以下是FeSO4•7H2O的实验室制备流理图，如图，
根据题意完成下列填空：
①反应II需要100mL1.5mol•L-1的稀H2SO4溶解洁净的铁屑，用质量分数为98%、密度为1.84g•cm-3的浓H2SO4配制．所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃捧、胶头滴管及100mL容量瓶．
②操作A的名称为过滤、洗涤．
③测定FeSO4•7H2O产品中Fe2+含量的常用方法是KMnO4溶液滴定法．已知称取6.0g FeSO4•7H2O产品，配制成溶液，用硫酸酸化的0.2000mol•L-1KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液的体积为20.00mL．发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为93%（保留两位有效数字）．
16．根据题目要求，回答下列问题：
（1）某同学用乙醇、乙酸和浓硫酸制取乙酸乙酯，装置如图所示．该反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O．装置中干燥管的作用是防止倒吸，小试管中的试剂为饱和碳酸钠溶液．
（2）某芳香烃A的相对分子质量为104，其中碳的质量分数为92.3%．则A的结构简式为．在一定条件下，A发生聚合反应得到一种高分子化合物，该反应的化学方程式为．A与氢气完全加成后产物的一氯代物共有5种．
3．某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水（蒸汽）的反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3•6H2O晶体（图中夹持及尾气处理装置均已略去）

（1）A装置的作用是产生水蒸气，进入B装置，则装置B中发生反应的化学方程式正确的是③（填序号）．
①2Fe+6H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe（OH）3+3H2    ②2Fe+3H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2O3+3H2
③3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2       ④Fe+H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+H2
⑤Fe+2H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）2+H2
（2）装置E中的现象是③（填序号）．
①固体由黑色变为红色
②固体由红色变为黑色
③固体由黑色变为红色，且有水珠产生
④固体由红色变为黑色，且有水珠产生
（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤．检验滤液中Fe3+的操作方法是：取少量滤液于试管中，滴加KSCN（填化学式）溶液，若呈现血红色，则滤液中有Fe3+．
20．高锰酸钾（KMnO4）是一种常见氧化剂．主要用于化工、防腐及制药工业等．以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：

回答下列问题：
（1）原料软锰矿与氢氧化钾按的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率． 
（2）“平炉”中发生反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
（3）“平炉”中需要加压，其目的是提高氧气的压强，加快反应速率，增加软锰矿转化率．
（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺．
①“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成KMnO4，MnO2和KHCO3（写化学式）．
②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为MnO42--e-=MnO4-
，阴极逸出的气体是H2．
③“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为3：2．
（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀．取浓度为0.2000mol•L-1的H2C2O4标准溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48mL，该样品的纯度为95.6%．
1．FeCl3在现代工业生产中应用广泛．经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气可生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢可以生产无水氯化亚铁．某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3并对产物做了如下探究实验，请回答下列问题：
（1）装置的连接顺序为a、g、h、d、e、b、c、f（用a、b、c…h表示）．

（2）i．A中装置气密性检验方法把导气管a的一端浸入盛水容器中，用酒精灯轻微加热．若导气管口有气泡冒出，停止加热，在导管内形成一段水柱，则不漏气．
ii．D中碱石灰的作用是吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl3潮解．
（3）反应结束后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管B中硬质玻璃管的右端．要使沉积得FeCl3进入收集器，需进行的操作是在沉积的FeCl3固体下方加热．
（4）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡），充分反应后，进行如下实验：
固体混合物$\stackrel{过量稀盐酸}{→}$淡黄色溶液$\stackrel{试剂X}{→}$淡红色溶液$\stackrel{过量H_{2}O_{2}溶液}{→}$深红色色溶液$\stackrel{静置一段时间}{→}$红色褪去
（5）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O2．该小组同学对红色褪去的原因进行探究．
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红
色；第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀．
②另取同物质的量浓度的 FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化．
实验①说明SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应；
实验②的目的是排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能；
得出结论：H2O2将SCN-氧化成SO42-．

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