题目内容

8．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）高铁酸盐是一种绿色净水剂，其有效成分是高铁酸根[（FeO4）]2-．能消毒，且能净水．简述其消毒并净水原理高铁酸盐中铁元素为+6价，有强氧化性，故能杀菌消毒，而被还原后生成Fe3+，能水解为氢氧化铁胶体，故能净水．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，该反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-．
（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）描述实验室制备氢氧化铁胶体的方法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  ，写出对应离子方程式FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3HCl．
（4）为节约成本，工业上用NaClO3 氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3．
1ClO3-+6Fe2++6、H+═6 Fe3++1  Cl-+3（H2O）
实验室常用KSCN溶液检测Fe3+的存在．检测时观察到溶液变红  现象时，可认为存在Fe3+．对于上述工业制取FeCl3，取反应后的溶液，如何检测其中是否还有Fe2+铁氰化钾溶液（简述所用试剂及实验现象）出现蓝色沉淀，则含亚铁离子．

分析 （1）高铁酸盐中铁元素为+6价，有强氧化性，被还原后生成Fe3+，能净水；在碱性条件下，利用NaClO氧化硝酸铁，制得Na2FeO4，结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式；
（2）KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应，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；
（3）将饱和三氯化铁溶液滴人沸水中来制取氢氧化铁胶体；
（4）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；
检测Fe3+的存在通常用KSCN溶液，现象是溶液变红；Fe2+遇铁氰化钾生成蓝色沉淀．

解答 解：（1）高铁酸盐中铁元素为+6价，有强氧化性，故能杀菌消毒，而被还原后生成Fe3+，能水解为氢氧化铁胶体，故能净水；在碱性条件下，利用NaClO氧化硝酸铁，制得Na2FeO4，该反应的离子反应方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-，
故答案为：高铁酸盐中铁元素为+6价，有强氧化性，故能杀菌消毒，而被还原后生成Fe3+，能水解为氢氧化铁胶体，故能净水；2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-；
（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）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：FeCl3+3 H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3HCl，
故答案为：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；FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3HCl；
（4）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；
检测Fe3+的存在通常用KSCN溶液，现象是滴入KSCN溶液后溶液变红；Fe2+遇铁氰化钾生成蓝色沉淀，故检测FeCl3中是否还有Fe2+，应滴入铁氰化钾溶液，若出现蓝色沉淀，则含Fe2+，否则不含．
故答案为：1；6；6H+；6；1；3H2O；KSCN溶液；溶液变红；铁氰化钾溶液；出现蓝色沉淀，则含亚铁离子；

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、平衡移动影响因素等，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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A．CO的还原性强于Pd
B．反应中PdCl2被氧化
C．若反应生成22.4 L CO2，则转移电子的物质的量一定为2 mol
D．CO气体只有在高温下才能表现出还原性
16．下列指定反应的离子方程式不正确的是（　　）
A．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+
B．电解熔融氧化铝：2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O2↑
C．NaHCO3溶液与稀H2SO4反应：HCO3-+H+═H2O+CO2↑
D．向Ca（HCO3）2溶液中加入少量NaOH溶液：Ca2++HCO3-+OH-═CaCO3↓+H2O
3．有机物A的结构简式为，它可通过不同化学反应分别制得B、C、D和E四种物质．

请回答下列问题：
（1）指出反应的类型：A→C：消去反应．
（2）在A～E五种物质中，互为同分异构体的是C和E（填代号）．
（3）写出由A生成B的化学方程式．
（4）已知HCHO分子中所有原子都在同一平面内，则在上述分子中所有的原子有可能都在同一平面的物质是C（填序号）．
（5）C能形成高聚物，该高聚物的结构简式为．
（6）写出D与NaOH溶液共热反应的化学方程式．
13．为了测定铁铜合金的组成，将7.6g铁、铜合金加入100mL某浓度的稀硝酸中，将合金完全溶解后，共收集到NO气体2.24L（标准状况下），并测得溶液中H+的浓度为0.5mol•L-1，若反应前后溶液的体积变化忽略不计，则下列判断正确的是（　　）
A．上述反应中金属共失去电子0.1mol
B．合金中，铜的质量为2.8g
C．原硝酸的浓度：c（HNO3）=4.5mol•L-1
D．要使溶液中的金属离子完全沉淀，需加5mol•L-1的NaOH溶液60mL
20．氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质．请回答下列问题．
（1）粗盐中含有可溶性CaCl2、MgCl2 Na2SO4杂质，除去这些杂质的试剂可选用①Na2CO3、②NaOH、③BaCl2、④HCl，加入试剂的先后顺序可以是（填编号）②③①④（或③②①④）
（2）等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量，前者＜后者（填＞、＜或=）．
（3）碳酸氢钠可治疗胃酸（0.2%～0.4%的盐酸）过多，反应的离子方程式为HCO3-+H+=CO2↑+H2O．
（4）除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3，方法是：通入足量的CO2，离子方程式：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-．
17．利用金属活性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属．下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是（　　）
A．2AlCl3（熔融） $\frac{\underline{\;电解\;}}{冰晶}$ 4Al+3Cl2↑
B．Fe2O3+3CO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2
C．Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
D．2KCl（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2K+Cl2↑
18．现有如下溶液：①1.0mL0.10mol•L-1双氧水 ②1.0mL0.20mol•L-1双氧水 ③3.0mL0.10mol•L-1KMnO4溶液  ④3.0mL0.010mol•L-1KMnO4溶液．所有实验均需加入1.0mL稀硫酸（足量），依据褪色时间长短判定反应速率快慢：
（1）写出发生反应的离子方程式2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O；
若某反应的化学方程式为2KMnO4+9H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+7O2↑+12H2O，则该反应的氧化剂为KMnO4、H2O2，若有9molH2O2参加该反应，则反应转移电子数目为14NA；
（2）某温度下，若要探究反应物浓度对反应速率的影响，则应选择试剂①②④进行实验（填序号）．
（3）某温度下，某同学按照（2）中选择试剂进行实验，褪色时间为5s：
①计算以H2O2表示的反应速率为3.0×10-3mol•L-1•S-1；
②进行实验过程中，该同学发现颜色变化会出现先慢后快并突然褪色的现象．为此该同学又进行了一次平行实验，只是加入少量MnSO4固体，结果溶液立即褪色，请推测颜色变化会出现先慢后快并突然褪色的现象的原因MnSO4为该反应的催化剂；
（4）某同学在不同温度下，分别取两份等体积不同浓度的双氧水与等量KMnO4溶液进行反应，绘制出c（H2O2）随时间（t）变化的曲线如图所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则A（填“A”或“B”）曲线所对应的实验温度高，判断的依据是A曲线起始浓度小，但在0～6s内平均反应加快，说明其温度高．

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