题目内容

20．铁及其化合物与生产、生活关系密切，请回答下列问题：
（1）印刷电路板是有高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”．请你写出该反应的离子方程式：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+．
（2）工业上可用废铁屑制铁红（Fe2O3），生产中首先用废铁屑与HNO3反应制得Fe（N03）2．写出稀HNO3与过量Fe反应的离子方程式：3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O；从“绿色化学”思想看制备Fe（NO3）2应用浓HNO3还是稀HNO3？并说明理由：稀HNO3、用稀硝酸氮的利用率高，产生的污染气体也少
（3）高铁酸盐（FeO42-）是一种新型净水剂，既能净水又能杀菌．请运用所学知识推测高铁酸盐（Fe042-）能用于自来水杀菌消毒的原因：Fe042-具有氧化性．制备它的一种方法是用Fe2（SO4）3和NaCl0在强碱性溶液中反应，写出反应的离子方程式：3Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（4）在一定体积的含有Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中逐滴加入NaOH和NaSO4的混合溶液（除上述离子外，其他离子不与所加试剂反应），产生沉淀的物质的量与所加溶液的体积的关系如图所示
①写出（a+10）到（a+20）过程中反应的离子方程式：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
②NaOH和Na2S04的混合溶液中c（NaOH）= c（Na2S04）（填＞、＜或=）．
③上述含Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中n（Al3+）=mol．

分析 （1）FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁；
（2）稀HNO3与过量Fe反应生成硝酸亚铁，一氧化氮和水；“绿色化学”思想指的是化学反应中没有污染性的物质生成、原子利用率高的反应，Fe与浓硝酸反应为Fe+4HNO3（浓）=Fe（NO3）2+2NO2↑+2H2O，与稀硝酸反应为3Fe+8HNO3（稀）=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O，据此分析；
（3）Fe042-具有氧化性物质能够杀菌消毒；Fe2（SO4）3和NaCl0在强碱性溶液中反应生成高铁酸钠、氯化钠和水；
（4）含有Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中逐滴加入NaOH和NaSO4的混合溶液，0-a沉淀逐渐增多，发生反应为Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++3OH-=Al（OH）3↓、Ba2++SO42-=BaSO4↓；a-（a+10）沉淀不变，则说明生成沉淀和溶解沉淀的物质的量刚好相等，反应为：Ba2++SO42-=BaSO4↓、Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；（a+10）到（a+20）过程中沉淀减小，反应为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，据此分析．

解答 解：（1）FeCl3溶液作为“腐蚀液”，生成CuCl2和FeCl2，该离子反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（2）稀HNO3与过量Fe反应生成硝酸亚铁，一氧化氮和水，离子方程式为：3Fe+8H++2NO3-═3Fe2+++2NO↑+4H2O；“绿色化学”思想指的是化学反应中没有污染性的物质生成、原子利用率高的反应，Fe与浓硝酸反应为Fe+4HNO3（浓）=Fe（NO3）2+2NO2↑+2H2O，与稀硝酸反应为3Fe+8HNO3（稀）=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O，相比用稀硝酸氮的利用率高，产生的污染气体也少，故答案为：3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O；稀硝酸；用稀硝酸氮的利用率高，产生的污染气体也少；
（3）Fe042-具有氧化性物质能够杀菌消毒；Fe2（SO4）3和NaCl0在强碱性溶液中反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，离子方程式为：3Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：Fe042-具有氧化性；3Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（4）含有Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中逐滴加入NaOH和NaSO4的混合溶液，0-a沉淀逐渐增多，发生反应为Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++3OH-=Al（OH）3↓、Ba2++SO42-=BaSO4↓；a-（a+10）沉淀不变，则说明生成沉淀和溶解沉淀的物质的量刚好相等，反应为：Ba2++SO42-=BaSO4↓、Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；（a+10）到（a+20）过程中沉淀减小，反应为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，
①根据以上分析，（a+10）到（a+20）过程中反应的离子方程式：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
②根据a-（a+10）沉淀不变，则说明生成沉淀和溶解沉淀的物质的量刚好相等，反应为：Ba2++SO42-=BaSO4↓、Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，所以NaOH和Na2S04的混合溶液中c（NaOH）=c（Na2S04），故答案为：=；
③根据以上分析，发生Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O的为a-（a+20），又由图象可知（a+10）到（a+20）过程中溶解的氢氧化铝为1-0.9=0.1mol，所以a-（a+10）溶解的氢氧化铝也为0.1mol，则在混合溶液中n（Al3+）=0.2mol，故答案为：0.2．

点评 本题考查知识点较多，涉及离子反应、净水原理、图象分析等，注重基础知识的考查，难点为（4），题目难度不大．

练习册系列答案
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