第三章铁
金属材料第一节铁及其化合物—2021-2022学年上学期高中化学人教版(2019)必修第一册
一、单选题(共16题
)
1.春秋初年,我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(
??)
A.?室温下,过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4???????????B.?加热时,过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C.?高温下,铁与水蒸气反应有Fe3O4生成???????????????D.?高温下,铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
2.在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中,加入足量的稀硫酸,充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是(
??)
A.?若X中含有铁,则反应时一定有气泡????????????????????B.?若向Y中滴入KSCN溶液显红色,则X中无铁
C.?Y一定能使高锰酸钾溶液褪色??????????????????????????????D.?Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀产生
3.常温下,将铁片放入浓硫酸中,一段时间后(
??)
A.?溶液呈棕黄色???????????B.?铁皮质量减轻???????????C.?有大量气泡产生???????????D.?铁皮表面生成致密氧化膜
4.下列有关
溶液的叙述错误的是(??
)
A.?向该溶液中加入过量
溶液,再滴加
溶液,可观察到红色
B.?该溶液与
溶液混合,有红褐色沉淀和无色气体产生
C.?向该溶液中加入少量铜粉,溶液质量增加
D.?蒸干该溶液可得到无水
固体
5.下列有关铁及其化合物说法错误的是(??
)
A.?将饱和氯化铁溶液滴入沸水中继续煮沸,可制得氢氧化铁胶体
B.?FeCl2既有氧化性又有还原性
C.?铁与硫酸铜溶液反应后滴加KSCN溶液,溶液变红
D.?生铁和钢都是铁的合金,其中生铁的含碳量高于钢
6.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是(???
)
A.??????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????D.?
7.化学社的同学查阅资料发现,工业上曾经通过反应“3Fe+4NaOH
Fe3O4↑+2H2↑+4Na”生产金属钠。下列说法正确的是(???
)
A.?还原产物是钠Na和
B.?用磁铁可以将Fe与
分离
C.?将生成的气体在空气中冷却可获得钠
D.?每生成1molH2
,
该反应转移的电子数约为
8.下列有关铁及其化合物说法不正确的是(
??)
A.FeO不稳定,在空气中迅速被氧化为Fe2O3
B.FeCl2既有氧化性又有还原性
C.铁丝插入硫酸铜溶液中一段时间后,表面变红
D.铁在氧气中点燃生成Fe3O4
9.铁有
价和
价两种价态,下列有关反应不涉及铁元素价态变化的是(
??)
A.用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B.铁在氧气中燃烧,其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C.氢氧化亚铁是白色固体,在空气中迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
D.氢氧化铁受热分解
10.下列有关铁及其化合物的说法中错误的是(
??)
A.?为了防止氯化亚铁溶液久置变质,常在其溶液中加入少许铁钉
B.?将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,能形成胶体
C.?新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色
D.?除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加铁粉,然后过滤
11.可用来检验Fe3+离子的是(??
)
A.?KSCN溶液???????????????????????????????B.?氯水???????????????????????????????C.?盐酸???????????????????????????????D.?石蕊试液
12.为了防止变质,月饼包装袋内放入一小包铁粉,铁粉主要表现的性质是(?
)
A.?氧化性?????????????????????????????????B.?还原性?????????????????????????????????C.?漂白性?????????????????????????????????D.?酸性
13.以下说法正确的是(
??)
A.?磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe2++4H++NO3-
=
3Fe3++NO↑+2H2O
B.?因为Fe3+有氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
C.?Fe粉中加入稀HNO3
,
充分反应后,滴入KSCN溶液,溶液呈红色,说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
D.?用酸性KMnO4溶液可以检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
14.高铁酸钾(K2FeO4)
是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,制备流程如图所示:
下列叙述错误的是(??
)
A.?用K2FeO4作水处理剂时,既能杀菌消毒又能净化水
B.?反应I中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用
C.?反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2
D.?该条件下,物质的溶解性:
Na2
FeO4<
K2FeO4
15.往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是(??
)
A.?逐渐变浅???????????????????????????B.?变棕黄色???????????????????????????C.?逐渐加深???????????????????????????D.?没有改变
16.要证明某溶液中不含Fe3+
,
而可能含有Fe2+
,
进行如下实验操作的最佳顺序为(??
)
①加入少量氯水?
②加入足量KMnO4
(H+)溶液??
③加入少量
KSCN溶液
A.?①③????????????????????????????????????B.?③②????????????????????????????????????C.?③①????????????????????????????????????D.?①②③
二、综合题(共4题
)
17..铁的化合物在生产生活中的应用广泛.
(1)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种新型高效水处理剂,它在水处理过程中(铁元素被还原为+3
价)的两个作用是???
????、???
???.
(2)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如图.请回答下列问题:
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是???
????、???
????;
②操作
I
所得滤液中若加入碱性较强的(NH4)2CO3
溶液,还会产生
Fe(OH)2
,
可能的原因是:FeCO3(s)+2OH﹣(aq)?Fe(OH)2(s)+CO32﹣(aq),该反应的平衡常数K=???
????
(填数值).
已知:Ksp(FeCO3)=3.2×10﹣11
,
Ksp(Fe(OH)2)=8.0×10﹣16
③写出在空气中煅烧FeCO3获得氧化铁产品的化学方程式??
????;
④煅烧如果不充分,产品中将有Fe2+
存在,检验产品中有无Fe2+的实验操作是???
????.
(3)含
Cr2O72﹣的酸性废水可加入FeSO4将其转化为无毒的Cr3+,反应的离子方程式为??
????.
18.以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾和氧化铁红颜料,其主要流程如下:
已知:NH4HCO3溶液呈碱性,30℃以上NH4HCO3大量分解.
(1)NH4HCO3溶液呈碱性的原因是 ________?.
(2)写出沉淀池I中反应的化学方程式________? ,该反应必须控制的反应条件是________?.
(3)检验沉淀池I中Fe2+沉淀是否完全的方法是________?.
(4)酸化的目的是________?.
(5)在沉淀池II的反应中,为使反应物尽可能多地转化为生成物,可在反应过程中加入________?.
a.(NH4)2SO4????????
b.KCl?????????
c.丙醇??????
d.水
(6)N、P、K、S都是植物生长所需的重要元素.滤液A可做复合肥料,因为其中含有________?等元素.
19.金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,工业上常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,有CuCl2和FeCl2生成。如下是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液所采用的工艺流程图:
请回答下列问题。
(1)实验室中,检验溶液中存在Fe3+的试剂是________,证明Fe3+存在的现象是________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式:________。
(3)写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式:①________,②________,④________。
(4)含有②的滤液与⑤反应的化学方程式为________。
20..????????????
(1).用FeSO4·7H2O配制FeSO4溶液时,需加入稀H2SO4和???
??。
(2).在过量FeSO4溶液中滴入稀硫酸,再滴入几滴H2O2溶液,溶液立即变黄。上述反应的离子方程式为??
???。
(3).为检验上述反应中的氧化产物,甲同学取少许上述反应后的溶液,加入??
??
,
出现血红色溶液,证明氧化产物为Fe3+;乙同学取少许上述反应后的溶液,加入???
???溶液,溶液变蓝,证明氧化产物为Fe3+
,
该反应的离子方程式为?
???。
(4).为证明上述反应后的溶液中仍存在过量的Fe2+
,
可向其中滴加??
??溶液。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】【解答】A.室温下,Fe在浓硫酸中钝化,无法持续反应,A不符合题意;
B.无论Fe是否过量与氯气加热反应都只生成FeCl3
,
B不符合题意;
C.高温条件下,Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和氢气,C符合题意;
D.Fe的活动性不如Al,不能从氧化铝中置换出Al单质,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.考虑到浓硫酸的强氧化性,在铁表面形成氧化物薄膜阻碍了反应进一步发生
B.氯气氧化性较强,产物只能是氯化铁
C.考查的是铁与水蒸气反应的产物
D.铝热反应是铝和氧化铁在高温下反应
2.【答案】
C
【解析】【解答】A.若X中含有铁,但铁全部和Fe2(SO4)3反应,则没有气泡,故A不符合题意;
B.若向Y中滴入KSCN溶液显红色,说明Y中含Fe3+
,
可能X中无铁,也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4
,
故B不符合题意;
C.不论X是Fe3O4
,
还是Fe3O4和Fe的混合物,和硫酸反应后都有Fe2+
,
所以一定能使高锰酸钾溶液褪色,故C符合题意;
D.若硫酸过量,则向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,则没有沉淀产生,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸,Fe3O4和硫酸反应:Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有铁剩余,由于氧化性:Fe3+>H+
,
所以还会依次发生反应:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
,
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
3.【答案】
D
【解析】【解答】常温下Fe遇浓硫酸发生钝化,生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生,无明显现象,且铁片质量增加,溶液无色,只有选项D合理,
故答案为D。
【分析】常温下,浓硫酸具有很强的氧化性,可在铁的表面形成致密的氧化物薄膜,阻碍反应的进一步发生
4.【答案】
D
【解析】【解答】A.向该溶液中加入过量KI溶液,铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘,该反应可逆,故不能反应彻底,加入KSCN有红色,A叙述不符合题意;
B.该溶液与NaHCO3溶液混合,铁离子与碳酸氢根离子发生双水解反应,生成红褐色氢氧化铁沉淀和无色二氧化碳气体产生,B叙述不符合题意;
C.向该溶液中加入少量铜粉,铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子,则溶液质量增加,C叙述不符合题意;
D.氯化铁溶液加热时,铁离子水解平衡正向移动,且能使HCl气体挥发,则蒸干该溶液不能得到无水FeCl3固体,D叙述符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.考虑铁离子与碘离子反应可逆;
B.铁离子与碳酸氢根离子发生双水解反应;
C.依据铁离子的氧化性分析;
D.考虑温度对盐类的水解的影响。
5.【答案】
C
【解析】【解答】A.制备Fe(OH)3胶体的操作为: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,得到氢氧化铁胶体,A项不符合题意;
B.FeCl2中Fe呈+2价,为中间价态,因此FeCl2既有氧化性又有还原性,B项不符合题意;
C.铁与硫酸铜溶液反应的方程式为:
,反应后的溶液中无Fe3+
,
滴加KSCN溶液,溶液不会变红,C项符合题意;
D.生铁和钢都是碳铁合金,生铁中碳的含量高于钢中碳的含量,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】硫氰酸钾主要是检验铁离子,但是铁和硫酸铜溶液反应不会查产生铁离子,主要形成的是亚铁离子,其他均正确
6.【答案】
A
【解析】【解答】铁屑溶于过量的稀硫酸,反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁与足量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁,氢氧化铁为红褐色沉淀,受热分解生成红棕色三氧化二铁,
故答案为:A。
【分析】铁转化亚铁盐继续转化为氢氧化亚铁,最终在空气中转化为氢氧化铁,加热时分解为氧化铁
7.【答案】
D
【解析】【解答】A.反应中钠元素和氢元素均由+1价降至0价,生成单质,所以单质钠和氢气是还原产物;铁元素由0价升高,所以Fe3O4是氧化产物,A不符合题意;
B.铁单质有顺磁性,可被磁铁吸引,Fe3O4本身就是磁铁主要成分,也可被磁铁吸引,所以无法分离,B不符合题意;
C.单质钠相当活泼,能与空气中的氧气反应,所以冷却应隔绝空气,C不符合题意;
D.H由+1价还原至0价,每生成1mol
H2得电子2mol,按照方程式可知同时还有2molNa被还原,也得电子2mol,所以生成1molH2时,反应中整体转移4mol电子。按照阿伏伽德罗常数近似等于6.02×1023mol-1
,
代入N=n?NA
,
得N=4×6.02×1023=2.408×1024
,
D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、氧化剂生成物质为还原产物;
B、Fe与Fe3O4都可以被磁铁吸引,四氧化三铁为制造司南的原料;
C、钠性质活泼,可以和空气中多种成分反应;
D、根据物质的量结合电子守恒计算。
8.【答案】
A
【解析】【解答】A.
FeO不稳定,在空气里受热,能迅速被氧化成Fe3O4
,
A错误;
B.
FeCl2中铁元素显+2价,处于中间价态,故FeCl2既有氧化性又有还原性,B正确;
C.
将铁丝插入硫酸铜溶液中,Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
,
一段时间后,铁丝表面变红,C正确;
D.
铁在氧气中燃烧生成Fe3O4
,
D项正确
故答案为:A
【分析】A.FeO在空气能被氧化成Fe3O4;
B.Fe2+处于中间价态,既有氧化性又有还原性;
C.根据Fe+Cu2+=Cu+Fe2+分析;
D.铁在氧气中燃烧生成Fe3O4。
9.【答案】
D
【解析】【解答】A.由2FeCl3+Fe
=
3FeCl2可知,用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
,
A不符合题意;
B.Fe在O2中燃烧生成Fe3O4
,
3Fe+2O2
?Fe3O4
,
Fe3O4中Fe的化合价为+2价和+3价,因此溶于盐酸生成FeCl2和FeCl3两种盐,B不符合题意;
C.Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3
,
4Fe(OH)2+2H2O+
O2=
4Fe(OH)3
,
迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,C不符合题意;
D.2Fe(OH)3
Fe
2O3(棕红色)
+
3H2O,Fe化合价为+3价,没有变价,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据2FeCl3+Fe
=
3FeCl2分析;
B.根据Fe+2O2
?Fe3O4分析;
C.根据4Fe(OH)2+2H2O+
O2=
4Fe(OH)3分析;
D.根据2Fe(OH)3
Fe
2O3(棕红色)
+
3H2O分析;
10.【答案】
D
【解析】【解答】A.
亚铁离子在空气中易被氧化为三价铁离子,加铁钉可以防止氯化亚铁溶液的变质,故A不符合题意;
B.
制备氢氧化铁胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,搅拌到红褐色即可,故B不符合题意;
C.
新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中迅速变成灰绿色,最终会变为红褐色的氢氧化铁,故C不符合题意;
D.
除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中滴加氯水,将氯化亚铁氧化为氯化铁,故D符合题意。
【分析】A.氯化铁可与铁反应生成氯化亚铁;
B.饱和FeCl3溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体,是利用氯化铁水解加热促进生成;
C.新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色的氢氧化铁;
D.
氯化铁可与铁反应生成氯化亚铁。
11.【答案】
A
【解析】【解答】A.KSCN溶液滴入含有Fe3+的溶液中,溶液呈血红色,A符合题意;
B.氯水与Fe3+不发生反应,不能产生明显的现象,B不合题意;
C.盐酸与Fe3+不反应,没有现象产生,C不合题意;
D.石蕊试液滴入含有Fe3+的溶液中,溶液可能会变红色,但只能确定溶液显酸性,不能确定是否含有Fe3+
,
D不合题意;
故答案为:A。
【分析】Fe3+遇KSCN溶液变为血红色,作为检验Fe3+的特征试剂;选项中氯水、盐酸、石蕊试液都无法检验铁离子,以此来解答。
12.【答案】
B
【解析】【解答】月饼包装袋内放入一小包铁粉,主要是为了吸收氧气,防止月饼中的油脂被空气中的氧气氧化,所以铁粉表现还原性,
故答案为:B。
【分析】铁粉容易被氧气氧化,可以吸收包装内的氧气。
13.【答案】
C
【解析】【解答】A.磁性氧化铁为四氧化三铁固体,溶于稀硝酸,3Fe3O4+28H++
=9Fe3++NO↑+14H2O,A说法不符合题意;
B.因为Fe3+有氧化性,能与铜反应生成铜离子,不能得到Cu单质,即不能回收废旧电路板中的铜,B说法不符合题意;
C.Fe粉中加入稀HNO3
,
滴入KSCN溶液,出现红色,说明产生Fe3+
,
即稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
,
C说法符合题意;
D.酸性KMnO4可与氯离子反应使高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
,
D说法不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.磁性氧化铁为四氧化三铁固体,保留化学式,并且离子反应方程式的电荷不守恒;
B.Fe3+有氧化性,能与铜反应生成铜离子,不能得到Cu单质,不符合反应客观事实;
C.?
根据反应事实说明生成Fe3+
,
即稀HNO3将Fe氧化为Fe3+;
D.?
酸性高锰酸钾可氧化氯离子使高锰酸钾溶液褪色,不能用于检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2.
14.【答案】
D
【解析】【解答】A.高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,生成的产物为氢氧化铁胶体具有吸附性,能净化水,故A不符合题意
B.尾气为氯气,能用氯化亚铁吸收,故B不符合题意
C.Cl降低2价,而Fe升高三价,故氧化剂:还原剂=3:2故C不符合题意
D.析出的是高铁酸钾晶体,则高铁酸钾的溶解度小,故D符合题意
故答案为:D
【分析】D、谁先析出谁的溶解度小。
15.【答案】
B
【解析】【解答】往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,发生反应的离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O,三价铁离子为棕黄色,
故答案为:B。
【分析】硝酸根和氢离子结合后,具有很强的氧化性,而亚铁离子具有还原性,故发生氧化还原反应导致变为黄色
16.【答案】
C
【解析】【解答】通常用KSCN溶液检验Fe3+
,
故先向溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红色,说明溶液中不含有Fe3+;然后加入足量氯水,溶液呈血红色,说明溶液中含Fe2+;氧化剂不选用KMnO4溶液的原因是:KMnO4溶液本身有颜色,同时KMnO4会将KSCN氧化影响实验;故证明某溶液中不含有Fe3+而可能含有Fe2+
,
进行实验操作时最佳顺序为③①,故C符合题意;
故答案为:C。
【分析】先检验铁离子再检验亚铁离子。可以利用亚铁离子的还原性进行检验
二、综合题
17.【答案】
K2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒;还原产物可吸附水中杂质;过滤;洗涤;4×104;4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;取固体样品少许放入试管中,加入足量稀硫酸,震荡试管,再加入几滴滴入KMnO4溶液,若溶液褪色证明含有Fe2+
,
否则不存在;6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
【解析】【解答】解:(1)在处理水过程中,高铁酸钾被还原生成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,所以能净水,高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,所以其作用是K2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒,还原产物可吸附水中杂质,故答案为:K2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒;还原产物可吸附水中杂质;
(2)①分离可溶物和不溶物用过滤,除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤,
故答案为:过滤;洗涤;
②由FeCO3(s)+2OH﹣(aq)?Fe(OH)2(s)+CO32﹣(aq),可知:K====4×104
,
故答案为:4×104;
③在空气中煅烧FeCO3
,
FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳,反应方程式为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
,
故答案为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;
④煅烧如果不充分,产品中将有Fe2+
存在,主要是Fe2O3和FeCO3
,
取样品放入试管中,加入稀硫酸溶解得到溶液,滴入高猛酸钾溶液,若滴入的高锰酸钾溶液褪色证明含有亚铁离子,否则不存在,
故答案为:取固体样品少许放入试管中,加入足量稀硫酸,震荡试管,再加入几滴滴入KMnO4溶液,若溶液褪色证明含有Fe2+
,
否则不存在;
(3)FeSO4具有还原性,可与Cr2O72﹣+发生氧化还原反应生成Fe3+和Cr3+
,
反应的离子方程式为:6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,
故答案为:6Fe2++Cr2O72﹣+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O.
【分析】(1)高铁酸钾具有强氧化性,其还原产物氢氧化铁胶体具有吸附性;
(2)①分离可溶物和不溶物用过滤,除去固体上的少量可溶性杂质用洗涤;
②根据K==进行计算;
③FeCO3与氧气反应生成三氧化二铁和二氧化碳;
④依据煅烧反应不完全,生成氧化铁中含有碳酸亚铁,可以先加酸溶解,再加入高锰酸钾溶液检验亚铁离子的存在;
(3)FeSO4具有还原性,可与Cr2O72﹣+发生氧化还原反应生成Fe3+和Cr3+
.
18.【答案】
NH4+的水解程度小于HCO3﹣的水解程度;2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3↓+(NH4
)2SO4+CO2↑+H2O;反应温度低于30℃;取沉淀池I的滤液,滴加KSCN溶液后滴加氯水,若无红色出现,说明沉淀完全;除去溶液中的HCO3﹣;c;N、S、K
【解析】【解答】(1)NH4HCO3溶液中铵根离子水解显示酸性,碳酸氢根离子水解显示碱性,NH4+的水解程度小于HCO3﹣的水解程度,所以NH4HCO3溶液呈碱性,故答案为:NH4+的水解程度小于HCO3﹣的水解程度;
(2)碳酸氢根离子和亚铁离子之间发生双水解反应生成碳酸亚铁沉淀,并放出二氧化碳,反映的原理方程式为:2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3↓+(NH4
)2SO4+CO2↑+H2O,为防止较高温度下碳酸氢铵的分解,要注意温度的选择,故答案为:2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3↓+(NH4
)2SO4+CO2↑+H2O;反应温度低于30℃;
(3)亚铁离子可以被氯气氧化为三价铁离子,亚铁离子遇到硫氰酸钾不显色,但是三价铁遇到硫氰酸钾显示红色,检验沉淀池I中Fe2+沉淀是否完全的方法是:取沉淀池I的滤液,滴加KSCN溶液后滴加氯水,若无红色出现,说明沉淀完全,故答案为:取沉淀池I的滤液,滴加KSCN溶液后滴加氯水,若无红色出现,说明沉淀完全;
(4)沉淀池Ⅰ中,除了生成的碳酸亚铁之外,溶液汇总会含有过量的碳酸氢铵,加入酸,酸化的目的是除去溶液中的HCO3﹣
,
故答案为:除去溶液中的HCO3﹣;????????
(5)由题目看出在Ⅲ反应中生成的K2SO4为固体,而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的,要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度,故选:c;
(6)滤液A的成分中含有(NH4
)2SO4以及KCl,即其中含有N、S、K元素,属于复合肥料,故答案为:N、S、K.
【分析】(1)NH4HCO3溶液中铵根离子水解显示酸性,碳酸氢根离子水解显示碱性;
(2)NH4HCO3和FeSO4之间会发生双水解反应,碳酸氢铵受热易分解;
(3)亚铁离子遇到硫氰酸钾不显色,但是三价铁遇到硫氰酸钾显示红色;
(4)根据除杂的方法结合实验目的来回答;
(5)K2SO4易溶于水,但难溶于有机溶剂,要想使K2SO4析出需加入醇类溶剂,降低其溶解度;
(6)根据滤液A的成分来确定含有的元素,结合复合肥料的概念来回答.
19.【答案】
(1)KSCN溶液;溶液变成红色
(2)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(3)Fe;FeCl2;HCl
(4)2FeCl2+Cl2=2FeCl3
【解析】【解答】(1)实验室中,检验溶液中存在Fe3+的试剂是:KSCN溶液;证明Fe3+存在的现象是:溶液变成红色;(2)FeCl3溶液与金属铜发生反应生成铜离子和二价铁,离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;(3)由分析可知,①为Fe,②为FeCl2
,
④为HCl;(4)由分析可知,⑤为氯气,氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁,离子方程式为:2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
【分析】腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁,加入过量的铁可以和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁,故①为Fe,经过滤所得滤液②是氯化亚铁,滤渣③是金属铜和过量的铁,铜不能盐酸反应,而金属铁可以,加入过量④为盐酸可以将铜分离,得到的滤液为氯化亚铁,滤液合并后通入⑤为氯气,能将亚铁离子氧化为三价铁,以此解答。
20.【答案】
(1)铁屑或铁粉(钉)
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)KSCN溶液;淀粉KI溶液;2Fe3++2I-=2Fe2++I2
(4)酸性KMnO4
【解析】【解答】(1)为防止FeSO4被空气氧化为Fe2(SO4)3
,
又不引入新的杂质,则在配制过程中,需加入还原剂铁屑或铁粉(钉),故答案为:铁屑或铁粉(钉);
(2)在过量FeSO4溶液中加入稀硫酸,再滴入几滴H2O2溶液,溶液立即变黄,说明亚铁离子被氧化成铁离子,所以反应的离子方程式其为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)氧化产物是铁离子,检验铁离子可滴加KSCN溶液,若溶液变血红色,则证明存在铁离子,因铁离子会将碘离子氧化成碘单质,遇淀粉会变蓝,则根据题设条件可知,乙同学通过加入淀粉KI溶液来检测Fe3+的存在,其发生的离子方程式为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2
,
故答案为:KSCN溶液;淀粉KI溶液;2Fe3++2I-=2Fe2++I2;
(4)为证明上述反应后的溶液中仍存在过量的Fe2+
,
可加入酸性高锰钾溶液,如果紫色褪去,说明溶液中仍存在过量的亚铁离子,
故答案为:酸性KMnO4。
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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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【分析】(1)配制FeSO4溶液时,应加入铁粉防止Fe2+被氧化;
(2)H2O2具有氧化性,能将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+;
(3)根据Fe3+的检验分析;Fe3+具有氧化性,能将溶液中的I-氧化成I2;
(4)根据Fe2+的还原性进行分析;