题目内容

4．“速力菲”是一种人工合成的补铁剂，某研究性学习小组为探究其主要成分，进行了如下实验：
（Ⅰ）打开这种药片的密封膜，发现其外观为淡黄色；
（Ⅱ）将“速力菲”投入小试管中，加入少量蒸馏水，充分振荡后发现溶液变浑浊；慢慢加入稀硫酸后溶液变得澄清透明并显黄色；滴加KSCN溶液，立即变为血红色．学生甲由此断定“速力菲”的主要成分是三价铁盐；
（Ⅲ）学生乙的操作与甲大致相同，所不同的是他动作敏捷，且在振荡前用橡皮塞塞紧试管口．结果发现：溶液仅显示淡红色．乙同学认为“速力菲”的主要成分不是三价铁盐而是亚铁盐．
（Ⅳ）为了确认甲、乙的结论是否正确，学生丙将乙所得的淡红色溶液分成两份继续进行实验：

试回答下列问题：
（1）甲、乙两位同学的结论中比较合理的是乙，另一同学判断出错的原因是甲同学操作慢，溶液中的Fe2+被氧气氧化成Fe3+．
（2）丙的实验①说明维生素C具有较强的还原性（填“氧化”或“还原”）．
（3）写出与丙的实验②中现象对应的离子反应方程式2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；Fe3++3SCN-═Fe（SCN）3．
（4）关于丙的实验③中的现象，丙同学提出了两种假设：一种是过量的氯水与Fe3+结合生成了某种稳定的新物质；另一种则是过量的氯水将SCN-氧化了．请你设计一个实验方案以确认哪种假设更合理在溶液中继续加入过量的FeCl3溶液，若呈现血红色，则是过量氯水与Fe3+结合，反之，则是过量氯水将SCN-氧化．
（5）针对实验目的，本次实验尚未完成的任务是未检测阴离子．

分析 （Ⅰ）打开这种药片的密封膜，发现其外观为淡黄色；
（Ⅱ）将“速力菲”投入小试管中，加入少量蒸馏水，充分振荡后发现溶液变浑浊；慢慢加入稀硫酸后溶液变得澄清透明并显黄色；滴加KSCN溶液，立即变为血红色．可能是操作慢导致亚铁离子被空气中氧气氧化；
（Ⅲ）学生乙的操作与甲大致相同，所不同的是他动作敏捷，且在振荡前用橡皮塞塞紧试管口．结果发现：溶液仅显示淡红色，只有少部分被已化为铁离子，
学生丙将乙所得的淡红色溶液分成两份继续进行实验，乙得到的淡红色溶液滴入几滴氯水呈血红色，加入过量氯水血红色褪去，说明原淡红色溶液中含亚铁离子，被氯气氧化为铁离子遇到KSCN变红色，加入过量氯水红色褪去过量的氯水与Fe3+结合生成了某种稳定的新物质；另一种则是过量的氯水将SCN-氧化了，淡红色溶液中加入维生素C淡红色褪去证明维生素C具有还原性能还原为亚铁离子，Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3平衡逆向进行，淡红色褪去，
（1）根据亚铁离子易被空气中氧气氧化的化学性质及甲、乙同学的操作是否严密进行分析；
（2）根据三价铁离子具有氧化性及淡黄色褪去判断维生素具有的性质；
（3）加入氯水，亚铁离子被氧化成了三价铁离子；硫氰化钾与铁离子生成硫氰化铁；
（4）可以向反应后的溶液中重新加入硫氰化钾溶液，根据现象判断两种假设的合理性；
（5）研究性学习小组为探究其主要成分，根据题中信息找出本次实验尚未完成的任务未能测出“速力菲”成分．

解答 解：（1）由于亚铁离子容易被空气中的氧气氧化，乙同学动作敏捷，且在振荡前用橡皮塞塞紧试管口，而甲同学充分振荡后，慢慢加入稀硫酸，所以乙同学比较合理，
故答案是：乙；甲同学操作慢，溶液中的Fe2+被氧气氧化成Fe3+；
（2）由于三价铁离子具有氧化性，加入维生素后淡红色褪去，铁离子被维生素还原成了亚铁离子，
故答案是：还原；
（3）②中现象对应的反应方是氯气和亚铁离子的反应及硫氰化钾与铁离子反应生成血红色的硫氰化铁，反应的离子方程式是：2Fe2++Cl2=2 Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-═Fe（SCN）3，
故答案是：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；Fe3++3SCN-═Fe（SCN）3；
（4）若是氯水将SCN-氧化了，可以重新加入硫氰化钾溶液，观察现象，如果变成血红色，第二种假设合理；如果不变色，说明第一种假设合理，
故答案是：在溶液中继续加入过量的FeCl3溶液，若呈现血红色，则是过量氯水与Fe3+结合，反之，则是过量氯水将SCN-氧化；
（5）根据“某研究性学习小组为探究其主要成分，进行了如下实验”，本次实验尚未完成的任务是：未能测出“速力菲”成分，
故答案为：未检测阴离子．

点评 本题考查了探究“速力菲”主要成分，充分考查了学生的分析、理解能力及对所学知识的掌握情况，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．高铁酸钾（K2FeO4）是一种高效多功能水处理剂，具有极强的氧化性．
（1）已知：4FeO42-+10H2O?4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有K2FeO4具有强氧化性，能够消毒杀菌；同时FeO42- 被还原成Fe3+，Fe3+水解形成Fe（OH）3胶体，能够吸附水中悬浮杂．
同浓度的高铁酸钾在pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中最稳定的是pH=11.50的溶液．
（2）高铁酸钾有以下几种常见制备方法：
干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
湿法强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
电解法制备中间产物Na2FeO4，再与KOH溶液反应
①干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：1．
②湿法制备中，若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．
③制备中间产物Na2FeO4，可采用的装置如图所示，则阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O．
（3）比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电，其总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O $?_{充电}^{放电}$3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH 放电时负极附近PH变化Zn，正极反应为：FeO42-+4H2O+3e-═Fe（OH）3+5OH-．
（4）25℃时，CaFeO4的Ksp=4.54×l0-9，若要使1000L含有2.0×l0-4 mol•L-lK2FeO4的废水中的c（FeO42-）有沉淀产生，理论上至少加入Ca（OH）2的物质的量为2.27×10-2mol．
15．向500mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉，铁粉完全溶解后，放出NO气体5.6L（标准状况），同时溶液质量增加9.3g．下列判断正确的是（　　）
A．原溶液中投入铁粉物质的量是0.25 mol
B．原溶液中HNO3的浓度是2.0 mol•L-1
C．反应后的溶液中还可溶解9.6 g铜
D．反应后的溶液中c（Fe2+）：c（Fe3+）=1：2
12．四种短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，请结合表中信息回答下列问题．
WXYZ
结构
或性质		最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应得到离子化合物焰色反应呈黄色在同周期主族元素形成的简单离子中，离子半径最小最高正价与最低负价之和为零
（1）Z在元素周期表中位于ⅣA族．
（2）上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应，该元素是Na（填元素符号）．
（3）①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是bc（填序号）．
a．自然界中的含量　　　　　　　b．相应氯化物水溶液的pH
c．单质与水反应的难易程度　　　d．单质与酸反应时失去的电子数
②从原子结构的角度解释X的金属性强于Y的原因：电子层相同，核电荷数Al＞Na，原子半径Na＞Al，所以原子核对最外层电子的吸引力Na＜Al，失电子能力Na＞Al，原子半径X＞Y，所以原子核对最外层电子的吸引力X＜Y，失电子能力X＞Y．
（4）W的一种氢化物HW3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似．体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物混合，反应的化学方程式是HN3+NaOH═NaN3+H2O，混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（N3-）＞c（OH-）＞c（H+）．
（5）Y单质和Mg组成的混合物是一种焰火原料，某兴趣小组设计如下所示的实验方案，测定混合物中Y的质量分数．

能确定混合物中Y的质量分数的数据有abc（填序号）．
a．m、n　　b．m、y　　c．n、y．
19．写出下列反应的离子方程式
①铜片与稀硝酸的反应3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
②往氯化铝溶液中加入过量的NaOH溶液Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
9．有机物A和B只由C、H、O中的2种或3种元素组成，等物质的量的A与B完全燃烧时，消耗氧气的物质的量相等，则A与B相对分子质量之差（其中n为正数）不可能为（　　）
A．8nB．18nC．13nD．44n
16．铬是一种银白色的坚硬金属．铬的工业用途很广，主要有金属加工、电镀、制革行业，这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源．请回答下面与铬有关的一些问题．

（1）工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示：
①已知步骤II的反应方程式为：8Na2CrO4+6Na2S+23H2O=8Cr（OH）3↓+3Na2S2O3+22NaOH
该反应中氧化剂是Na2CrO4（填化学式），每生成lmol Cr（OH）3时转移电子的物质的量为3mol．
②步骤IV冶炼制铬的化学方程式为Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Cr．
（2）某工厂采用电解法处理含铬废水．耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，其原理示意图如右图．A为电源的正极 （填“正极”、“负极”），阳极区溶液中发生的氧化还原反应为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
（3）重铬酸铵[（NH4）2Cr2O7]是一种桔黄色结晶，可用作实验室制备纯净的N2及Cr2O3等．实验室可由工业级铬酸钠（Na2CrO4）为原料制取重铬酸铵．实验步骤如下：
步骤1：将铬酸钠溶于适量水中，加一定量浓硫酸酸化，使铬酸钠转化为重铬酸钠．
步骤2：先将上述溶液蒸发结晶并趁热过滤，继续将得到的晶体再溶解再蒸发结晶并趁热过滤．然后将得到的滤液冷却至40℃左右进行结晶，用水洗涤，获得重铬酸钠晶体．
步骤3：将得到的重铬酸钠和氯化铵按物质的量之比1：2溶于适量的水，加热至105～110℃时让其充分反应．
①步骤1是一个可逆反应，该反应的离子方程式为：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O．
②（NH4）2Cr2O7受热分解制取N2及Cr2O3的化学方程式为：（NH4）2Cr2O7$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cr2O3+N2↑+4H2O．
③为了测定实验制得的产品中（NH4）2Cr2O7的含量，称取样品0.140g置于锥形瓶中，加50mL水；再加入2gKI（过量）及稍过量的稀硫酸溶液，摇匀，暗处放置10min；然后加150mL蒸馏水并加入3mL 0.5%淀粉溶液；用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL．则该产品中（NH4）2Cr2O7的纯度为90%．（假定杂质不参加反应，已知：Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
13．化学•选修3：物质结构与性质
硫及其化合物广泛存在于自然界中，并被人们广泛利用．回答下列问题：
（1）当基态原子的电子吸收能量后，电子会发生跃迁，某处于激发态的S原子，其中1个3s电子跃迁到3p轨道中，该激发态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s13p5．
（2）苯酚（）中羟基被硫羟基取代生成苯硫酚（），苯硫酚的酸性比苯酚的酸性强，原因是S-H键的键能比O-H键的弱，在水中更溶液电离出氢离子．
（3）甲醇（CH3OH）中的羟基被硫羟基取代生成甲硫醇（CH3SH）．
①甲硫醇中C-S键与S-H键的键角小于（填“小于”或“等于”）180°，甲硫醇分子中C原子杂化轨道类型是sp3，S原子杂化轨道类型是sp3．
②甲醇和甲硫醇的部分物理性质如下表：
物质熔点/℃沸点/℃水溶液
甲醇-9764.7互溶
甲硫醇-1236.8不溶
甲醇和甲硫醇在熔沸点和水溶性方面性质差异的原因是甲醇分子之间存在氢键，甲醇的熔沸点比甲硫醇的高，甲醇能与水互溶是由于甲醇分子与水分子之间形成氢键，而甲硫醇中S的电负性小，不能形成氢键．
（4）科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1：

其中含有4个配位键，4个氢键．
（5）某化合物由S、Fe、Cu三种元素组成，其晶胞结构如图2所示（1pm=10-10cm），该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，则该晶体的密度ρ=4.66g•cm-3（保留三位有效数字）．
6．已知：主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X、W同主族，且X-的电子层结构与氦相同；Y、Z原子次外层电子数均为8、最外层电子数之和为13．下列说法不正确的是（　　）
A．原子半径为次序为W＞Y＞ZB．Y、W形成的化合物水溶液显碱性
C．对应氢化物的稳定性：Y＞ZD．W与X、Y、Z均能形成离子化合物

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