3.1铁及其化合物 同步检测
一、单选题
1.在指定条件下,下列铁及其化合物之间的转化能实现的是( )
A.
B.
C.
D.
2.500 mL某溶液中含有0.6 mol Fe3+和0.2 mol Fe2+,加入0.2 mol铁粉,待Fe3+反应完全后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)( )
A.1.2 mol·L-1 B.1.4 mol·L-1
C.1.6 mol·L-1 D.1.8 mol·L-1
3.磁流体是电子材料的新秀,它是由直径为纳米量级(1到10 nm之间)的磁性固体颗粒、基载液以及界面活性剂三者混合而成的分散系,既具有固体的磁性,又具有液体的流动性,下列关于纳米Fe3O4磁流体的说法中错误的是( )
A.纳米Fe3O4属于胶体
B.纳米Fe3O4磁流体可以通过半透膜得到提纯
C.当一束可见光通过该磁流体时会出现光亮的通路
D.纳米Fe3O4磁流体比较稳定
4.如图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是( )
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
D.由图可预测:高铁酸盐具有强氧化性,可用于消毒;消毒后可生成胶体,故可作净水剂
5.向100mL溶液中逐渐通入,其中、、随通入的物质的量变化如图所示,下列说法错误的是
A.②代表,③代表
B.还原性强弱:
C.时,溶液中
D.时,总的离子方程式为:
6.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A.①②③ B.①②④
C.①②③④ D.②③④
7.下列物质间的转化不能一步实现的是( )
A. B.
C. D.
8.下列能证明某溶液中只含Fe2+而不含Fe3+的实验方法是( )
A.只滴加KSCN溶液
B.滴加NaOH溶液,产生白色沉淀
C.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
D.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
9.在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是( )
A.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+
B.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含有Cu2+和Fe3+
C.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+,一定不含Cu2+
D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+
10.为检验FeCl2溶液中是否含有Fe3+,可选择的试剂是( )
A.稀盐酸 B.AgNO3溶液 C.KSCN溶液 D.H2O2
11.下列图象是表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
12.下列有关元素及其化合物的说法正确的是( )
A.水蒸气通过灼热的铁粉生成氢氧化铁和氢气
B.FeCl3 既能通过化合反应制得,也能通过金属与酸的置换反应制得
C.Na 在空气中长期放置最终变为 Na2CO3 粉末
D.向 KClO3 溶液中滴加 AgNO3 溶液得到白色 AgCl 沉淀
13.FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )
A.剩余固体中一定不含Fe B.溶液中一定含Fe2+
C.加入KSCN溶液一定不变红色 D.溶液中一定不含Fe3+
14.下列有关金属的说法中,正确的是( )
A.常温下,钠长期暴露在空气中生成白色的氧化钠固体
B.铁能与氯气发生反应,故不能用铁制容器贮存氯气
C.铜能与氯化铁溶液发生置换反应,该反应可以用于印刷电路板的制作
D.燃着的镁条伸入盛满氮气的集气瓶中能继续燃烧
15.下列操作中,溶液的颜色不发生变化的是( )
A.碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸
B.硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液
C.碘水中滴加淀粉碘化钾溶液
D.氯化铁溶液中加入还原性铁粉
16.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.滴加NaOH溶液,产生白色沉淀
D.只需滴加KSCN溶液
二、综合题
17.某酸性废液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三种金属离子,有同学设计了下列方案对废液进行处理(所加试剂均稍过量),以回收金属,保护环境。
请回答:
(1)沉淀a中含有的单质是 ;
(2)沉淀b的化学式是 ;
(3)沉淀c的化学式是 ;
(4)溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是 。
18.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识,完成下列问题。
(1)向沸水中逐滴滴加1
mol/L FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该分散系中粒子直径的范围是 nm。
(2)电子工业需要用30
%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜片制造印刷电路板,请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式 。某同学对FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成进行测定:取少量待测溶液,滴入KSCN溶液呈红色,则溶液中所含金属阳离子有 。
(3)若要验证该溶液中含有Fe2+,正确的实验方法是________(用字母代号填)。
A.向试管中加入试液,滴入KSCN溶液,若显血红色,证明含有Fe2+。
B.向试管中加入试液,滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色,证明含有Fe2+。
C.向试管中加入试液,先滴入KSCN溶液,无现象,再滴加氯水,若显血红色,证明原溶液中含有Fe2+
(4)欲从废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液设计实验方案如下:
①写出上述实验中有关物质的化学式:A: ;B: 。
②写出通入 C的化学方程式
19.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:Fe2+ Fe3+ FeO (高铁酸根离子)回答下列有关问题:
(1)检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是 .
(2)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
该反应中的还原剂是 ,每生成1mol Na2FeO4转移 mol电子.
(3)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO﹣、OH﹣、FeO42﹣、Cl﹣、H2O.
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式: .
②若反应过程中转移了0.3mol电子,则还原产物的物质的量为 .
20.按要求回答下列问题:
(1)以下物质中:①酒精,②熔融KCl,③NaHSO4固体,④氢氧化钠溶液,⑤铜,⑥CO2,⑦Fe(OH)3胶体,⑧熔化的NaOH,⑨醋酸,⑩溴化氢。其中属于电解质的是 (填编号,下同),其中属于电解质且能导电的有 ,属于非电解质的是 。
(2)向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入过量的盐酸,会出现一系列变化:先出现 ,后出现 ,出现现象2的原因 (用离子方程式表示)。
21.某班同学用如下实验探究 、 的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成 的溶液。在 溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
(2)甲组同学取 溶液,加入几滴氯水,再加入1滴 溶液,溶液变红,说明 可将 氧化。 溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在 溶液中先加入 煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴 溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.铁单质与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁,A符合题意;
B.铁单质与盐酸反应生成氯化亚铁而不是氯化铁,B不符合题意;
C.氢氧化亚铁与足量稀硝酸反应生成硝酸亚铁,而不是硝酸铁,C不符合题意;
D.二氧化硫与水生成亚硫酸不是硫酸,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】这类题主要需要搞清楚物质的性质。如B项中铁与盐酸反应生成FeCl2;C项中硝酸具有强氧化性能把Fe2+氧化为Fe3+;D项中SO2与H2O反应生成H2SO3。
2.【答案】C
【解析】【解答】向500 mL含有0.6 mol Fe3+和0.2 mol Fe2+的某溶液中加入0.2 mol铁粉,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,根据方程式可知若0.6 mol Fe3+完全反应需消耗Fe粉0.3 mol>0.2 mol,说明Fe粉不足量,反应应以不足量的Fe单质为标准,0.2 mol Fe粉发生上述反应产生0.6 mol Fe2+,由于原溶液中还含有0.2 mol的Fe2+,则反应后溶液中含有Fe2+的总物质的量n(Fe2+)=0.6 mol+0.2 mol=0.8 mol,溶液的体积仍为500 mL,则反应后溶液中Fe2+的物质的量浓度c(Fe2+)= =1.6 mol/L,
故答案为:C。
【分析】最后的亚铁离子来自两个部分,一部分是原来存在的,一部分是后来生成的,后来生成的通过2Fe3++Fe=3Fe2+计算,需要计算一下加入的铁粉是否可以将铁离子完全变成亚铁离子
3.【答案】A
【解析】【解答】A.纳米Fe3O4属于纯净物,故A项符合题意;
B.纳米Fe3O4不能透过半透膜,因此可以利用半透膜提纯,故B项不符合题意;
C.该分散系属于胶体,胶体有丁达尔效应,所以当一束强光通过此磁流体时会出现光亮的通路,故C项不符合题意;
D.所得分散系为胶体,较稳定,属于介稳体系,故D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】纳米四氧化三铁分散系属于胶体,可以用半透膜进行分离,用灯光照射有光亮的通路结合选项即可判断
4.【答案】D
【解析】【解答】A.高温下,Fe与水蒸气发生反应:3Fe+4H2OFe3O4+4H2,A不符合题意;
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中加热发生反应:6FeO+O22Fe3O4,B不符合题意;
C.加热Fe(OH)3发生反应:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,Fe2O3不溶于水,C不符合题意;
D.高铁酸盐中铁元素为+6价,具有强氧化性,因此可用于消毒,同时消毒后转化为Fe3+,可水解产生Fe(OH)3胶体,具有吸附性,可用作净水剂,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、高温下,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2;
B、FeO加热生成黑色固体Fe3O4;
C、Fe(OH)3加热分解成Fe2O3和H2O,Fe2O3与H2O不反应
D、H2FeO4中铁元素为+6价,具有氧化性,同时其水解可产生Fe(OH)3胶体;
5.【答案】C
【解析】【解答】A.100mL,溶液中,,,由图形可知,先发生:,后发生:。①为;②为;③为,A不符合题意;
B.由图形可知,先发生:,后发生:,B不符合题意;
C.时,先发生:,消耗0.15mol氯气,剩下0.2molCl2再发生,反应后,,, C符合题意;
D.,氯气过量,故反应为,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据离子还原性的强酸,利用得失电子守恒判断。
6.【答案】B
【解析】【解答】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀;④中液面加苯阻止了空气进入,能较长时间看到白色沉淀。
故答案为:B。
【分析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.碳酸钠和氢氧化钡反应生成碳酸钡和氢氧化钠,A不选;
B.铁和氯气反应生成氯化铁,B不选;
C.钠和氧气在点燃的条件下反应生成过氧化钠,C不选;
D.碳酸钙不能直接转化为氢氧化钙,D选;
故答案为:D。
【分析】A、碳酸钠转化为氢氧化钠,可以通过加入氢氧化钙或者氢氧化钡;
B、铁和氯气反应生成氯化铁;
C、钠和氧气加热生成过氧化钠;
D、碳酸钙无法转化为氢氧化钙。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.只滴加KSCN溶液,可证明溶液中不含Fe3+,A与题意不符;
B.滴加NaOH溶液,产生白色沉淀,不能证明沉淀为氢氧化亚铁,则不能证明含Fe2+,B与题意不符;
C.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色,不能证明溶液中不含Fe3+,C与题意不符;
D.先滴加KSCN溶液,不显红色,证明溶液中不含Fe3+,再滴加氯水后显红色,溶液中的Fe3+由Fe2+变成,D符合题意;
答案为D。
【分析】 证明某溶液中只含Fe2+而不含Fe3+ ,先检验Fe3+不存在,再检验Fe2+存在,所以先滴加KSCN溶液,不显红色,证明溶液中不含Fe3+,再滴加氯水后显红色。
9.【答案】D
【解析】【解答】解:在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应先后顺序是:2FeCl3+Fe═3FeCl2,CuCl2+Fe═FeCl2+Cu.
A、若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,也可能含Cu2+,故A错误;
B、若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,也可能含Cu2+,一定不含Fe3+,故B错误;
C、若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,也可能含Cu2+,一定不含Fe3+,故C错误;
D、若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+,故D正确;
故选D.
【分析】在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,则铁能与氯化铁和氯化铜溶液反应,反应先后顺序是:2FeCl3+Fe═3FeCl2,CuCl2+Fe═FeCl2+Cu,据此回答.
10.【答案】C
【解析】【解答】铁离子能够与硫氰化钾溶液发生络合反应,生成血红色溶液,而亚铁离子与硫氰化钾混合没有此现象,因此检验FeCl2溶液中是否含有Fe3+,可选择的试剂KSCN溶液;
故答案为:C。
【分析】检验铁离子的最佳试剂是KSCN溶液,滴加KSCN溶液,溶液会变红。
11.【答案】B
【解析】【解答】解:铁不足,发生Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,过量铁跟一定量硝酸反应最终生成硝酸亚铁,则Fe与硝酸的物质的量比大于1:4时发生2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2,即生成3molFe(NO3)2,消耗2molFe反应生成Fe(NO3)3,再消耗1molFe,都生成Fe(NO3)2,只有图象B符合,
故选B.
【分析】铁不足,发生Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,过量铁跟一定量硝酸反应最终生成硝酸亚铁,则Fe与硝酸的物质的量比大于1:4时发生2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2,两个阶段消耗铁不相同,以此来解答.
12.【答案】C
【解析】【解答】A.水蒸气和铁反应生成四氧化三铁和氢气而不是氢氧化铁和氢气,A不符合题意;
B.氯化铁不能通过金属与酸的置换反应制得,B不符合题意;
C.Na的性质活泼,易与空气中氧气反应生成Na2O,Na2O易与水反应生成NaOH,NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3 xH2O,Na2CO3 xH2O风化脱水生成Na2CO3,C符合题意;
D.氯酸钾中不含氯离子,所以氯酸钾和硝酸银混合得不到AgCl白色沉淀,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据铁与水蒸气和酸的反应、钠在空气中的变化以及氯酸钾中不含氯离子等进行分析即可。
13.【答案】A
【解析】【解答】解:①当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,反应的方程式为:2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2,所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+;②当固体为铜时,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+;
A.若铁过量,剩余的固体为铜和铁的混合物,故A错误;
B.固体有剩余,Fe3+、Cu2+的氧化性强弱为:Fe3+>Cu2+,Fe3+优先反应,溶液中一定存在Fe2+,故B正确;
C.由于金属有剩余,溶液中一定不存在Fe3+,所以加入KSCN溶液一定不变红色,故C正确;
D.若金属剩余,氧化性强弱为:Fe3+>Cu2+,反应后溶液中一定不存Fe3+,故D正确;
故选A.
【分析】Fe3+、Cu2+的氧化性强弱为:Fe3+>Cu2+,Fe3+优先反应,固体有剩余,则反应后的溶液中一定不存在Fe3+;若剩余固体只有Cu,则反应后的溶液中一定Fe3+存在,一定存在Fe2+,可能含有Cu2+;若有Fe剩余,一定有铜生成,Fe3+和Cu2+无剩余,据此进行判断.
14.【答案】D
【解析】【解答】解:A.钠长期放置在空气中,先和氧气反应生成氧化钠、氧化钠和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠潮解,氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成十水碳酸钠,十水碳酸钠风化得到碳酸钠,所以钠发生一系列变化最终变为碳酸钠,故A错误;
B、常温下干燥氯气或液氯不与铁反应,所以可用钢瓶储存氯气,故B错误;
C、铜能与氯化铁溶液发生不是置换反应,是产物是两种化合物的氧化还原反应,故C错误;
D、镁与氮反应生成氮化镁,所以燃着的镁条伸入盛满氮气的集气瓶中能继续燃烧,故D正确;
故选D.
【分析】A.钠长期放置在空气中,发生一系列变化最终变为碳酸钠;
B、常温下干燥氯气或液氯不与铁反应,所以可用钢瓶储存氯气;
C、铜能与氯化铁溶液发生不是置换反应;
D、镁与氮反应生成氮化镁.
15.【答案】A
【解析】【解答】解:A、碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,溶液的颜色不会发生变化,故A正确;
B、三价铁离子遇到硫氰酸根离子显示红色,溶液的颜色发生变化,故B错误;
C、碘水中滴加淀粉碘化钾溶液变为蓝色,溶液的颜色发生变化,故C错误;
D、金属铁可以和氯化铁溶液反应生成氯化亚铁,溶液的颜色从浅黄色变为浅绿色,溶液的颜色发生变化,故D错误.
故选A.
【分析】A、碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;
B、三价铁离子遇到硫氰酸根离子显示红色;
C、碘单质与淀粉呈蓝色;
D、金属铁可以和氯化铁溶液反应生成氯化亚铁.
16.【答案】B
【解析】【解答】Fe3+的检验:两种方法1.取少量试液,加入NaOH,生成红褐色沉淀。2.取少量试液,加入KSCN,生成血红色溶液。
证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是只能先检验亚铁离子,
故答案为:B。
【分析】KSCN溶液可以和Fe3+反应生成血红色的络合物,因此可以鉴别Fe3+不存在;后再用氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,这时会得到血红色的络合物。
17.【答案】(1)Cu、Fe
(2)Fe(OH)3
(3)BaCO3
(4)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
【解析】【解答】(1)由以上分析可知沉淀a中含有的单质是Fe、Cu;
(2)由以上分析可知红褐色沉淀为Fe(OH)3↓;
(3)由分析可知沉淀c为BaCO3;
(4)氧化时加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
故答案为:(1)Fe、Cu;(2)Fe(OH)3;(3)BaCO3;(4)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。
【分析】酸性废液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三种金属离子,加入铁屑,可置换出铜,沉淀a为Fe、Cu,溶液A含有Fe2+、Ba2+,然后在溶液A中加入过氧化氢、氢氧化钠生成的红褐色沉淀为Fe(OH)3↓,溶液B含有Na+、Ba2+,加入碳酸钠溶液,可生成沉淀c为BaCO3,溶液C含有的阳离子主要为Na+。据此分析作答。
18.【答案】(1)1~100
(2)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Fe3+、Fe2+、Cu2+
(3)B;C
(4)Fe;HCl;2FeCl2+Cl2=2FeCl3
【解析】【解答】(1)向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该分散系为胶体,可知粒子直径的范围是1~100nm;(2)FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜、氯化亚铁,离子反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,;取少量待测溶液,滴入KSCN溶液呈红色,则一定含铁离子,则Cu不足,溶液中还含Fe2+、Cu2+;(3)A.向试管中加入试液,滴入KSCN溶液,若显血红色,证明含有Fe3+,不能检验Fe2+,故A不符合题意;
B.向试管中加入试液,滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色,发生氧化还原反应,体现Fe2+还原性,证明含有Fe2+,故B符合题意;
C.向试管中加入试液,若先滴入氯水,再滴入KSCN溶液,若显血红色,氯水可氧化亚铁离子、但原溶液中存在铁离子,则不能证明原溶液中含有Fe2+,故C符合题意;
故答案为:BC;(4)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A为Fe,经过滤所得滤液是氯化亚铁,滤渣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B为盐酸可以将铜分离,得到的滤液为氯化亚铁,滤液合并后通入氯气,能将亚铁离子氧化为三价铁;
①由上述分析可知,A为Fe,B为HCl;
②C为氯气,通入C和氯化亚铁反应生成氯化铁,方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
【分析】(1)至液体呈透明的红褐色得到的分散系为胶体;(2)FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜、氯化亚铁;取少量待测溶液,滴入KSCN溶液呈红色,则一定含铁离子;(3)验证该溶液中含有Fe2+,利用其还原性,注意排除铁离子对亚铁离子检验的干扰;(4)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A为Fe,经过滤所得滤液是氯化亚铁,滤渣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B为盐酸可以将铜分离,得到的滤液为氯化亚铁,滤液合并后通入氯气,能将亚铁离子氧化为三价铁,以此解答该题。
19.【答案】(1)将适量的硫酸铁溶液置于洁净的试管中,滴加几滴高锰酸钾溶液,充分反应后,溶液紫色退去,则证明其中含有亚铁离子,否则不含
(2)FeSO4、Na2O2;5
(3)2Fe(OH)3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O;0.15mol
【解析】【解答】解:(1)亚铁离子具有还原性,滴入高锰酸钾溶液后,高锰酸钾溶液褪色,说明溶液中存在亚铁离子,
故答案为:将适量的硫酸铁溶液置于洁净的试管中,滴加几滴高锰酸钾溶液,充分反应后,溶液紫色退去,则证明其中含有亚铁离子,否则不含;(2)所含元素化合价升高的反应物是还原剂,反应中化合价升高的元素有Fe、O元素,故还原剂为FeSO4、Na2O2,由方程式可知,每生成1mol Na2FeO4同时生成0.5mol氧气,则转移电子为1mol×(6﹣2)=0.5mol×2×[0﹣(﹣1)]=5mol,
故答案为:FeSO4、Na2O2;5;(3)①湿法制备高铁酸钾(K2FeO4),则FeO42﹣为产物,Fe(OH)3为反应物,化合价升高总共3价,由电子转移守恒可知,ClO﹣为反应物,Cl﹣为生成物,化合价降低共2将,化合价升降最小公倍数为6,故Fe(OH)3的系数为2,FeO42﹣的系数为2,ClO﹣的系数为3,Cl﹣的系数为3,根据电荷守恒可知,OH﹣为反应物,系数为4,由元素守恒可知H2O为生成物,其系数为5,离子方程式为:2Fe(OH)3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O,
故答案为:2Fe(OH)3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O;
②反应中Fe元素化合价变化由+3价升高为+6,故每生成1mol FeO42﹣转移电子,1mol×(6﹣3)=3mol,由于还原产物为Cl﹣,若反应过程中转移了0.3mol电子,则还原产物的物质的量为 =0.15mol,
故答案为:0.15mol.
【分析】(1)检验铁离子可以使用硫氰化钾溶液,检验亚铁离子,若溶液中存在铁离子,无法使用硫氰化钾溶液检验,但可以利用亚铁离子具有还原性进行检验,如使用高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色,证明溶液中存在亚铁离子,据此进行解答;(2)所含元素化合价升高的反应物是还原剂,反应中化合价升高的元素有Fe、O元素,计算生成氧气物质的量,再根据Fe元素、O元素化合价变化计算转移电子;(3)①湿法制备高铁酸钾(K2FeO4),则FeO42﹣为产物,Fe(OH)3为反应物,化合价升高总共3价,由电子转移守恒可知,ClO﹣为反应物,Cl﹣为生成物,化合价降低共2将,化合价升降最小公倍数为6,故Fe(OH)3的系数为2,FeO42﹣的系数为2,ClO﹣的系数为3,Cl﹣的系数为3,根据电荷守恒可知,OH﹣为反应物,系数为4,由元素守恒可知H2O为生成物,其系数为5;
②根据Fe元素化合价变化计算转移电子,还原产物为Cl﹣,根据Cl元素化合价变化计算生成Cl﹣的物质的量.
20.【答案】(1)②③⑧⑨⑩;②⑧;①⑥
(2)红褐色沉淀;沉淀溶解至消失;Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O
【解析】【解答】(1)①酒精属于非电解质,不能导电;②熔融KCl,属于电解质,熔融状态能导电;③NaHSO4固体属于电解质,固态时不存在自由移动的离子,故不导电;④氢氧化钠溶液,能导电,但其属于混合物,不属于电解质也不属于非电解质;⑤铜是金属单质,故不是电解质也不是非电解质,但能导电;⑥CO2是非电解质,自身不能电离出离子,故不导电;⑦Fe(OH)3胶体属于混合物,不是电解质,但胶体粒子带有电荷,能导电;⑧熔化的NaOH属于电解质,熔化时存在自由移动的离子,能导电;⑨醋酸是电解质,但没溶于水,不存在自由移动的离子,故不导电;⑩溴化氢属于电解质,但没溶于水,不存在自由移动的离子,故不导电。
综上所述,属于电解质的有:②③⑧⑨⑩;属于电解质且能导电的有②⑧;属于非电解质:①⑥(2)由于盐酸溶液是电解质溶液,故开始滴加时,因Fe(OH)3胶体粒子所带电荷被中和而发生聚沉,生成红褐色沉淀,随着盐酸滴入过量,产生的Fe(OH)3沉淀又会和盐酸反生酸碱中和反应,而导致沉淀溶解至消失,发生反应的离子方程式Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O,故本题答案:沉淀溶解至消失;Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O;
【分析】电解质导电的条件是必须溶于水或受热熔融,非电解质溶于水或受热熔融不导电。
21.【答案】(1)防止 被氧化
(2)
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
【解析】【解答】(1) 具有还原性, 溶液易被氧化而变质,配制 溶液时加入少量铁屑,目的是防止 被氧化,故答案为:防止 被氧化;(2)溶液变红,说明有 生成,则 溶液与氯水反应生成 ,离子方程式为 ,故答案为: ;(3)甲组实验中, 易被空气中的 氧化,会生成 ,因此实验不够严谨。加入煤油,煤油的密度比水小,可以起到隔绝空气的作用,从而排除氧气对实验的影响,故答案为:隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)。
【分析】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,氯化亚铁溶液中加入铁粉防止氯化亚铁被氧化;
(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁,据此写出离子反应方程式;
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响.