Question

某同学在学习氯气与铁粉反应时认为：当Cl₂足量时生成FeCl₃，当铁粉过量时是FeCl₂，为验证该观点是否正确，该同学将一定量铁粉与Cl₂恰好完全反应得到一固体物质，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：请填空：
（1）提出假设：
假设1：该固体物质是FeCl₂
假设2：该固体物质是

 

假设3：该固体物质是

 

（2）设计方案：
取少量固体物质于烧杯中，加适量水溶解，得到溶液A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：

实验方法	实验现象	结论
在溶液中加KSCN溶液		固体物质中有FeCl3
在KMnO4溶液中加少量A溶液	KMnO4溶液颜色无明显变化	固体物质中不含

（3）根据上述实验结论，写出Cl₂与铁粉加热时发生反应的化学方程式

 

（4）取100mL0.2mol/L FeCl₃溶液置于烧杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反应后仍有固体剩余，下列叙述一定正确的是

 

（设溶液体积不变）
A．烧杯中有Fe无Cu，c（Fe²⁺）=0.2mol/L
B．烧杯中有Cu无Fe，c（Fe²⁺）=0.3mol/L
C．烧杯中有Cu无Fe，c（Cl^-）=0.6mol/L
D．烧杯中有Fe、Cu均有，c（Fe²⁺）=0.3mol/L．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）根据类比法，结合铁和硝酸反应的产物，产物可能为FeCl₂、FeCl₃或二者的混合物；
（2）固体物质中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液颜色无明显变化，说明不变含还原性物质；
（3）氯气和铁反应生成氯化铁；
（4）A、铁还原性大于铜，铁有剩余，一定有铜剩余；
B、有铜无铁，说明铁全部反应生成亚铁离子，铜可能为反应或部分反应，溶液中铁离子不存在；
C、溶液中氯离子浓度不变；
D、溶液中铁铜都有，说明铁离子和铁反应生成亚铁离子；

解答： 解：（1）根据类比法，结合铁和硝酸反应的产物，产物可能为FeCl₂、FeCl₃或FeCl₃和FeCl₂的混合物，
故答案为：FeCl₃；FeCl₃和FeCl₂；
（2）固体物质中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液颜色无明显变化，说明不变含还原性物质，即不含FeCl₂，
故答案为：溶液变红色；FeCl₂；
（3）依据实验现象判断，氯气和铁反应生成氯化铁，Cl₂与铁粉加热时发生反应的化学方程式：2Fe+3Cl₂

△   .

2FeCl₃，
故答案为：2Fe+3Cl₂

△   .

2FeCl₃；
（4）A、铁还原性大于铜，铁有剩余，一定有铜剩余，只发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，依据铁离子物质的量0.02mol生成亚铁离子0.03mol，亚铁离子浓度c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故A错误；
B、有铜无铁，说明铁全部反应生成亚铁离子，铜可能为反应或部分反应，当铜部分反应时，所以反应为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，依据铁离子物质的量0.02mol则生成亚铁离子小于0.03mol，亚铁离子浓度c（Fe²⁺）小于0.3mol/L，故B错误；
C、溶液中氯离子浓度不变，烧杯中有Cu无Fe，说明铁全部反应生成亚铁离子，铜可能为反应或部分反应，溶液中铁离子不存在，溶液中c（Cl^-）=0.6mol/L，故C正确；
D、溶液中铁铜都有，说明只发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，烧杯中Fe、Cu均有，说明铁离子全部反应，依据A计算得到c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故D正确；
故选CD；

点评：本题考查了反应类推方法的应用，反应产物实验设计的应用，反应现象的判断，实验方案的设计，铁、铜、氯化铁溶液共存问题的分析判断离子浓度的计算，题目难度中等．