题目内容

16．有资料介绍Fe3+在水溶液中通常以水合离子形式存在，[Fe（H2O）6]3+几乎无色．某化学实验小组对实验室Fe（NO3）3和FeCl3溶液呈黄色的原因产生了疑问，进一步查阅资料发现：
①[Fe（H2O）6]3++H2O?[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n（黄色）+nH3O+（n=1～6）；
②[FeCl4（H2O）2]-为黄色．
他们进行了如下探究实验．请回答下列问题：
【实验I】

（1）你认为Fe（NO3）3溶液呈黄色的原因是[Fe（H2O）6]3+水解产生了[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n．
（2）你认为FeCl3溶液呈黄色主要是含有[FeCl4（H2O）2]-微粒，理由：试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液
仍呈黄色．
【实验II】
已知透光率越大，溶液颜色越浅．用色度计分别测定0.5mol•L-1 Fe（NO3）3和FeCl3溶液在不同温度下的透光率如图所示．

（3）随着温度升高，Fe（NO3）3溶液透光率逐渐减小的原因是温度升高，导致平衡[Fe（H2O）6]3++nH2O?[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n+nH3O+正向移动，[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n浓度增大，溶液颜色加深．
（4）FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe（NO3）3溶液，其原因用离子方程式表示：[Fe（H2O）6]3++4Cl-?[FeCl4（H2O）2]-+4H2O，该反应属于吸热反应（填“放热”或“吸热”）．
【实验Ⅲ】
该实验小组同学还设计了一个实验方案验证（4）中结论．
（5）取试管②中无色溶液，滴加几滴B（从下列选项中选择最佳试剂，填写字母序号），通过现象能证明（4）中结论正确．
A．Fe（NO3）3溶液 B．NaCl溶液 C．NaNO3溶液   D．FeCl3溶液．

分析 （1）根据信息：①硝酸铁中存在：[Fe（H2O）6]3++H2O?[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n（黄色）+nH3O+来判断；
（2）氯化铁中存在的[FeCl4（H2O）2]-为黄色；
（3）溶液的透光率和溶液中有颜色的离子的浓度大小之间有关系，根据温度对化学平衡移动的影响知识来回答；
（4）FeCl3溶液中存在：[Fe（H2O）6]3++4Cl-?[FeCl4（H2O）2]-+4H2O，据平衡移动原理来回答；
（5）平衡[Fe（H2O）6]3++4Cl-?[FeCl4（H2O）2]-+4H2O中，增加氯离子浓度，可以引起化学平衡的移动，据此回答．

解答 解：（1）根据信息：①硝酸铁中存在：[Fe（H2O）6]3++H2O?[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n（黄色）+nH3O+，Fe（NO3）3溶液呈黄色的原因是[Fe（H2O）6]3+水解产生了黄色的[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n，
故答案为：[Fe（H2O）6]3+水解产生了[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n；
（2）FeCl3溶液呈黄色主要是发生：[Fe（H2O）6]3++4Cl-?[FeCl4（H2O）2]-+4H2O，由于含有[FeCl4（H2O）2]-的缘故，因为：试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色，
故答案为：[FeCl4（H2O）2]-；试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色；
（3）溶液的透光率和溶液中有颜色的离子的浓度大小之间有关系，温度升高，导致平衡[Fe（H2O）6]3++nH2O?[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n+nH3O+正向移动，[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n浓度增大，溶液颜色加深；
故答案为：温度升高，导致平衡[Fe（H2O）6]3++nH2O?[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n+nH3O+正向移动，[Fe（H2O）6-n（OH）n]3-n浓度增大，溶液颜色加深；
（4）FeCl3溶液中存在：[Fe（H2O）6]3++4Cl-?[FeCl4（H2O）2]-+4H2O，温度升高，有色离子浓度增加程度大，说明该反应是吸热反应，FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe（NO3）3溶液，故答案为：[Fe（H2O）6]3++4Cl-?[FeCl4（H2O）2]-+4H2O；吸热；
（5）平衡[Fe（H2O）6]3++4Cl-?[FeCl4（H2O）2]-+4H2O中，增加氯离子浓度，可以引起化学平衡正向移动，有色离子浓度增加，进而说明FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe（NO3）3溶液，但是不能阴极铁离子，其铁离子的黄色会干扰实验结果，故答案为：B．

点评 本题是一道关于化学平衡移动原理的应用知识的实验方案设计探究题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大．

练习册系列答案
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6．掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础，如图为两套实验装置．

（1）写出下列仪器的名称：
a．蒸馏烧瓶         b．冷凝管        c．容量瓶
（2）仪器a～e中，使用前必须检查是否漏水的有c．（填序号）
（3）若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物，还缺少的仪器是酒精灯，将仪器补充完整后进行实验，温度计水银球的位置在蒸馏烧瓶支管口处．冷凝水由g（填f或g）口通入，f口流出．
（4）现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL，装置II是某同学转移溶液的示意图．
①图中的错误是未用玻璃棒引流．除了图中给出的仪器和分析天平外，为完成实验还需要的仪器有：玻璃棒、胶头滴管．
②根据计算得知，所需NaOH的质量为2.0g
③配制时，其正确的操作顺序是（用字母表示，每个字母只能用一次）BCAFED．
A．用30mL水洗涤烧杯2～3次，洗涤液均注入容量瓶
B．准确称取计算量的氢氧化钠固体于烧杯中，再加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其充分溶解
C．将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中
D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀
E．改用胶头滴管加水，使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度2～3cm处．
7．某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH，下列用来解释事实的方程式中不合理的是（已知：饱和NaClO溶液的pH约为11）（　　）
A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl2+2OH-→ClO-+Cl-+H2O
B．该消毒液的pH约为12：ClO-+H2O?HClO+OH-
C．该消毒液与洁厕灵（主要成分为HCl）混用，产生有毒Cl2：2H++Cl-+ClO-→Cl2↑+H2O
D．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：H++ClO-→HClO
4．下列关于能量转化的认识不正确的是（　　）
A．原电池工作时，化学能转化为电能
B．手机电池在充电时，是电能转变为化学能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．人体运动所消耗的能量与化学反应无关
11．下列有关乙烯气体和乙醇蒸气的说法正确的是（　　）
A．二者等物质的量完全燃烧消耗等量的氧气
B．二者分子所有原子都处于同一个平面上
C．二者能相互转化且反应属于可逆反应
D．二者可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
1．用下图所示装置进行实验，实验现象对应的结论正确的是（　　）
ab实验现象结论
A铜丝稀硝酸c中收集到大量无色气体稀硝酸与铜反应生成NO2
B木条18.4mol/L浓硫酸木条变黑浓硫酸具有酸性
C铁钉饱和食盐水部分水进入导管铁钉发生吸氧腐蚀
D铝片浓硝酸无明显现象铝与浓硝酸不反应
A．AB．BC．CD．D
8．下列说法不正确的是（　　）
ABCD
带玻璃塞的试剂瓶
聚乙烯盒铁罐车
铝制饭盒
可用于盛放氢氧化钠溶液可用于盛装食品可用于运输浓硫酸不宜长时间存放酸性或碱性的食物
A．AB．BC．CD．D
5．以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质）为原料生产Cr2O3的流程如下：

已知：Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+，Ksp[Cr（OH）3]=6.4×10-31，lg2=0.3
（1）步骤Ⅰ中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温、粉碎铬矿石．（写2种）
（2）滤液1中的阴离子除CO32-外，主要还有CrO42-、SiO32-．
（3）步骤Ⅳ发生的反应中Cr2O72-和蔗糖（C12H22O11）的物质的量之比为8：1．
（4）步骤Ⅴ中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c（Cr3+）≤10-5mol•L-1]，pH至少调至5.6．
（5）滤液3的主要溶质是两种盐，化学式为（NH4）2SO4、Na2SO4．
（6）研究发现，固态Na2CrO4与氨气在500℃下反应得到NaCrO2，将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr（OH）3．则NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为CrO2-+CO2+2H2O=Cr（OH）3↓+HCO3-．
6．下列类比关系正确的是（　　）
A．AlCl3与过量NaOH溶液反应生成AlO${\;}_{2}^{-}$，则与过量NH3•H2O也生成AlO${\;}_{2}^{-}$
B．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则与SO2反应可生成Na2SO3和O2
C．Fe与Cl2反应生成FeCl3，则与I2反应可生成FeI3
D．Al与Fe2O3能发生铝热反应，则与MnO2也能发生铝热反应

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