题目内容

（12分）两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
（1）一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知：
2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时t1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

图1                                   图2
在0～t1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了__________；t1～t2时间段，反应生成的气体是__________。
②t2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案__________。
（2）另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验，若HNO3只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+，则a/b的取值范围是__________；若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1，则的值为__________。
.(1) ①钝化，SO2    
② 溶液中的SCN-被氧化，向褪色后的溶液中加FeCl3,若溶液不褪色则假设成立
（2）  1/4 < a/b <3/8 ，9/32
（1）①常温下铁在浓硫酸中发生钝化，所以得不到气体。随着温度的升高，fie被浓硫酸氧化生成SO2气体。
②氯水褪色，说明氯水被还原。因此除了铁离子还原之外，也可能是被溶液中的SCN-还原。
所以可以通过检验SCN-来鉴别，即向褪色后的溶液中加FeCl3,若溶液不褪色则假设成立。
（2）铁和硝酸的反应的方程式是Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。如果铁过量，则方程式是3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+，则a/b的取值范围是 1/4 < a/b <3/8 ；反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1，则生成硝酸铁和硝酸亚铁分别是2a/3mol和a/3mol，所以被还原的硝酸是（b－2a－2a/3）mol。根据电子的得失守恒可知，2a/3×3＋a/3×2＝（b－2a－2a/3）×3，解得a︰b＝9︰32。
练习册系列答案
相关题目
（7分）某固体化合物A，按下图所示发生系列变化，已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色。

（1）请写出下列物质的化学式：A         、C         。
（2）在①②③④各步反应中属于氧化还原反应的有       (填序号)。
（3）请分别写出反应②的化学方程式和反应③的离子方程式：②      、③       。
向铁和铜的混合物中加入一定量的稀硫酸,反应后剩余了m1克金属,再继续加入一定量的硝酸钠溶液后剩余了m2克金属,则m1和 m2的大小关系正确的是（　  ）
A．m1＝m2B．m1＞m2C．m1　＜ m2D．m1　≥ m2
向质量为30 g的Fe、Fe2O3混合物中加入250 mL 4 mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出NO(标准状况)2.24 L,所得溶液中再滴加KSCN溶液,无血红色出现。若用与上述混合物中铁元素质量相等的铁屑和足量的稀硫酸充分反应,所得到的气体在标准状况下的体积为(    )
A．15.12 LB．10.08 LC．2.24 LD．3.36 L
某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b mol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是
A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属不溶解
B．若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋
C．若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b = 0.3
D．当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a与b的关系为：b≥80y(1－a/3)
.取含有Fe2O3杂质的铁粉100g，投入过量的盐酸中，产生H2标准状况下31.36L，在反应后的溶液中加入KSCN溶液，没有红色产生，问样品中杂质含量（    ）
A    4%     B    32%      C   8%         D  16%
（14分）某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成份、性质和用途，设计了如下实验步骤：
（1）用下列实验装置制取干燥纯净的氯气

①制备并收集得到干燥纯净的氯气，上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为
            （填仪器接口的字母编号）
②该实验还存在不足之处，应如何改进？                                  
（2）某同学将一定量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质a，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：
①提出假设：（请把下列假设补充完整）
假设①：该固体物质是FeCl3；假设②：              ；假设③：              。
②设计实验方案：
取少量固体物质a于烧杯中，加适量水溶解，然后取两份a溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表，请在表格内的横线处填空。
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
向a溶液中滴加
酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液紫色
不褪色
固体物质中不含______
由此得出结论：假设     成立（填序号①②③）。
（3）为进一步探究物质a的性质，他们又利用a溶液做了如下一些实验，其中现象、结论均正确的是_____________（填写序号）
A．向氢氧化镁悬浊液中滴加a溶液出现红褐色沉淀，证明Fe(OH)3溶解度小于Mg(OH)2溶解度
B．向a溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色由浅绿色变成黄色
C．向沸水中滴加a的饱和溶液，立即出现红褐色沉淀
D．将a溶液加热蒸干并灼烧，得到Fe2O3固体
（4）a溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂，得到含有Cu2+等的废液，有人提出可以利用如右图的装置从得到的废液中提炼金属铜。该过程中甲池负极的电极反应式是         ，若乙池中装入废液500mL，当阴极增重3.2g时，停止通电，此时阳极产生气体的体积
（标准状况）为        （假设气体全部逸出）。
为测定 FeO 和 Fe2O3 固体混合物中 Fe元素的含量，可用氢气还原一定质量的此混合物并测定生成水的质量的方法来完成。若在实验室中选用下列实验装置来实现上述目的（图中夹持装置已略去，部分装置可重复使用）。请填空：

⑴仪器X的名称是                    。
⑵写出A中发生反应的离子方程式                                      ，
实验前如何检验装置A的气密性                                      。
⑶下图所示装置中与A装置具有相同作用的是              （填装置编号）。

⑷按正确的实验设计，所连接的装置顺序为：A→C→     →     →      。
⑸若FeO和Fe2O3混合物的质量为 ag，反应完全后生成水的质量为 b g，则混合物中Fe元素的质量分数为                 （用含字母的数学式表示）。
铜既不溶于稀硫酸，也不溶于NaNO3溶液，但可溶于其混合液。现将1．92gCu放入足量稀硫酸中，若要使铜完全溶解，理论上至少应加入NaNO3的物质的量为（   ）
A．0.080 molB．0.060 molC．0.045 molD．0.020 mol

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