课件44张PPT。第3章 物质的性质与转化新知探究(一) 亚铁盐和铁盐[学考层级]新知探究(二) 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物[学考层级]特性延展性导热性导电性熔沸点密度颜色被磁铁吸引良好良好比铜、铝差较高较大银白色谢观看THANK YOU FOR WATCHING谢课件36张PPT。新知探究(一) 铁及其化合物之间的转化[学考层级][选考层级]反应原理除杂方法杂质主要物质Cu2++Fe===
Fe2++Cu加过量铁粉后过滤Cu2+Fe2+2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O加氯水或H2O2FeCl2FeCl3Fe+2Fe3+===3Fe2+加过量铁粉后过滤Fe3+Fe2+谢观看THANK YOU FOR WATCHING谢课时跟踪检测(十三) 铁及其化合物的性质
A级—学业水平考试达标练
1.下列说法正确的是( )
A.Fe比Al活泼
B.磁铁矿的主要成分为Fe2O3
C.铁在铜的盐溶液中可置换出铜
D.Fe不与H2O反应
解析:选C A项,在金属活动性顺序中Al排在Fe的前面,故Al比Fe活泼,错误;B项,磁铁矿的主要成分为Fe3O4,错误;C项,铁可置换出铜的盐溶液中的铜,如Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,正确;D项,Fe在高温下可以与H2O(g)发生反应生成Fe3O4和H2,错误。
2.下列反应中,能置换出铁的是( )
A.Cu+FeCl3(溶液) B.Na+FeCl2(溶液)
C.Al+FeCl2(溶液) D.Ag+FeCl2(溶液)
解析:选C Cu与FeCl3溶液反应生成Fe2+;Na与FeCl2溶液反应生成Fe(OH)2;Ag不能与FeCl2溶液反应。
3.下列叙述正确的是( )
①铁能被磁铁吸引
②人体内的血红蛋白中含铁元素
③Fe在纯氧中燃烧可得到Fe2O3
④Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制得Fe(OH)3
⑤Fe(OH)2在空气中加热,可得到FeO
A.①② B.②④
C.②③④⑤ D.①②⑤
解析:选A ③铁在纯氧中燃烧得到的是Fe3O4;④Fe(OH)3可通过4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3化合反应制得;⑤Fe(OH)2在空气中加热得到的是Fe2O3。
4.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④ B.③②①④
C.③①②④ D.①②③④
解析:选B ①钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2;②FeSO4 与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色Fe(OH)3;③FeCl3溶液与KSCN溶液反应生成红色Fe(SCN)3;④CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。
5.下列各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )
A.Na+ Fe3+ Cl- SCN-
B.Ba2+ NO K+ OH-
C.Fe2+ Cl- SO OH-
D.Fe3+ Na+ I- Cl-
解析:选D A中Fe3+与SCN-结合生成络合物Fe(SCN)3,不符合题意;B中离子可以大量共存,不符合题意;C中Fe2+不能与OH-共存,是因为能生成Fe(OH)2沉淀,不符合题意;D中Fe3+不能与I-共存,Fe3+能将I-氧化,符合题意。
6.下列离子方程式中正确的是( )
A.铁与氯化铁溶液反应:Fe+Fe3+===Fe2+
B.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
C.FeCl2溶液与氯水反应:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-
D.Fe(OH)3与盐酸反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
解析:选D A、C项的反应不满足电荷守恒,错误;B项,铁与稀盐酸反应生成FeCl2,错误。
7.有NaCl、KSCN、NaOH、AgNO3四种溶液,只用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是( )
A.FeCl3溶液 B.Na2CO3溶液
C.氯水 D.盐酸
解析:选A 四种溶液中分别滴入FeCl3溶液时的现象依次是无现象、溶液变红色、生成红褐色沉淀、生成白色沉淀。
8.将过量的Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的实验现象是( )
A.有白色沉淀生成 B.有红褐色沉淀生成
C.溶液由浅绿色变为黄色 D.不可能有无色气体产生
解析:选B 将过量的Na2O2投入FeCl2溶液中,发生下列反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、FeCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,所以现象为有无色气体产生并有红褐色沉淀生成。
9.下列各组物质相互反应后,再向得到的溶液中滴入KSCN试剂,溶液变成红色的是( )
A.氯水和氯化亚铁溶液 B.铁屑和氯化铜溶液
C.铁屑和过量稀硫酸 D.过量铁屑和氯化铁溶液
解析:选A 滴入KSCN试剂溶液变成红色,说明溶液中有Fe3+,A项反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+;B、C、D三项均生成Fe2+。
10.将适量铁粉放入FeCl3溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe3+和Fe2+的物质的量浓度之比为1∶3,则已反应的Fe3+与未反应的Fe3+的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.3∶2
C.2∶1 D.2∶3
解析:选C 铁粉放入FeCl3溶液中,发生的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,设已反应的Fe3+的物质的量为n,则Fe+2Fe3+===3Fe2+
2 mol 3 mol
n 1.5n
溶液中Fe3+和Fe2+的物质的量浓度之比为1∶3,所以未反应的Fe3+的物质的量为0.5n,因此已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为2∶1。
11.某物质A的水溶液有如图性质:
根据以上实验现象分析可得:
(1)A是________,B是________,C是________。(填化学式)
(2)通入氯气后溶液变为红色的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:A与Ag+反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,说明沉淀为AgCl,A中必定含有Cl-。而往滤液C中加KSCN溶液后无现象,但通入氯气后溶液变为红色,说明通入氯气后溶液中生成了Fe3+,Fe3+从何而来是解决问题的关键。通入氯气后才会出现Fe3+,说明原溶液中一定含有Fe2+。
答案:(1)FeCl2 AgCl Fe(NO3)2 (2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
12.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题。
(1)A装置的作用是________________,B中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)D的作用是__________________________________________________________。
(3)E中的现象是_______________________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯,点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)B中进行的反应是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故A为提供水蒸气的装置。(2)D的作用是除去未反应的水蒸气,干燥H2。(3)E中反应为H2+CuOCu+H2O,故黑色粉末变红,同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。(4)应先点燃A处,若先点燃B处,B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe2O3,点燃E处酒精灯前要收集H2,检验纯度。
答案:(1)产生水蒸气 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)吸收未反应的水蒸气
(3)黑色固体变为红色,硬质玻璃管右端管壁有水珠生成 (4)A 收集H2,并检验其纯度
13.为了“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”,某同学甲设计了如下的实验方案。
(1)实验前甲同学预测:Fe2+肯定既有还原性又有氧化性。你认为甲同学预测的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)甲同学欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂:3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 mol·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①若甲同学计划在0.1 mol·L-1 FeCl2溶液滴入新制氯水,探究Fe2+的还原性,你预计可能发生的反应是
________________________________________________________________________
(填离子方程式),现象是溶液由浅绿色变________色。
②实验中,甲同学发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。你认为可选上述试剂中的________滴入甲同学所得的混合液中,并通过______________现象,证明甲同学的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2+具有氧化性,甲同学认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为____________(填化学式)。
(3)甲同学分析H2O2中氧元素显-1价(中间价),并提出疑问:H2O2与FeCl2反应时,Fe2+是做还原剂还是做氧化剂呢?
①请你为甲同学梳理相关问题:若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成________(填微粒符号,下同),若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成________。
②实际上Fe2+的还原性较强,实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。保存FeCl2溶液的方法是______________________________。
解析:(1)Fe2+中铁元素化合价处于中间价态,可以升高也可以降低,既可被氧化又可被还原。(2)①新制氯水可将Fe2+氧化成黄色的Fe3+。②检验Fe3+ 用KSCN溶液。③在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物。(3)①Fe2+在反应中若表现出氧化性,化合价应降低,若表现出还原性,化合价应升高。②应用铁粉除去Fe3+。
答案:(1)Fe2+中铁元素化合价处于中间价态,可以升高也可以降低
(2)①Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ 棕黄
②KSCN溶液 溶液呈红色 ③Zn、Fe、Cu
(3)①Fe Fe3+ ②加入适量铁粉
B级—选考等级考试增分练
1.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1.0 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物溶解,放出224 mL的气体(标准状况)。所得溶液中加KSCN溶液后无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁( )
A.2.8 g B.5.6 g
C.0.001 mol D.无法确定
解析:选A 所得溶液中加KSCN溶液后无红色出现说明溶质全部是FeCl2,根据氯原子守恒,FeCl2的物质的量等于HCl的二分之一为0.05 mol,铁原子的物质的量等于0.05 mol,CO在高温下还原相同质量的此混合物得到铁的物质的量等于0.05 mol,质量为2.8 g。
2.在Fe2(SO4)3溶液中加入a g铜,完全溶解后,再加b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且a>c,则下列说法正确的是( )
A.残余固体是铜和铁
B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+
C.将残余固体加入稀H2SO4中,有气泡产生
D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+
解析:选B Fe2(SO4)3溶液中加入铜、铁,充分反应后残余固体有可能是铜或者是铜和铁都有,无论哪种情况溶液中一定没有Fe3+,根据a>c知,残余固体全是铜且溶液中一定含有Cu2+,固体加入稀H2SO4中,不会有气泡产生。
3.实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,在b处必须__________。
(2)装置B的作用是________________________________________________________,
装置C中盛装的液体是________。
(3)若为FeO和Fe2O3物质的量之比1∶1的固体混合物,反应完全后,U形管的质量增加7.2 g,则混合物中Fe2O3的质量为________。
(4)U形管E右边连接干燥管F的目的是_______________________________________,
若无干燥管F,测得Fe2O3的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
解析:(1)氢气是可燃性气体,装置中需要充满氢气后方可进行加热反应,所以需要对氢气进行验纯,避免混有空气加热发生爆炸。(2)A中产生的H2中混有HCl和水蒸气,必须通过洗气逐一除去,防止干扰后续实验,所以B的作用是除去HCl,C中盛装的是浓硫酸,用于干燥氢气。(3)U形管质量增加的7.2 g是水,物质的量为=0.4 mol,其中氧原子的物质的量是0.4 mol。设FeO、Fe2O3的物质的量均为x mol,根据氧原子守恒可知x+3x=0.4,解得x=0.1,则混合物中Fe2O3的质量为160 g·mol-1×0.1 mol=16 g。(4)干燥管F的作用是防止空气中的水蒸气对实验产生干扰,若无干燥管F,所测生成水的质量增大,导致氧的含量增大,Fe2O3的质量将偏大。
答案:(1)验纯 (2)除HCl 浓H2SO4
(3)16 g (4)防止空气中的水蒸气进入 偏大
课时跟踪检测(十四) 铁及其化合物之间的转化
A级—学业水平考试达标练
1.下列试剂能用来区分Fe3+与Fe2+的是( )
A.NaCl B.HCl
C.KNO3 D.KSCN
解析:选D A、B、C三项中的物质均不与Fe3+或Fe2+反应,故无法区分;KSCN与Fe3+反应使溶液变成红色,而与Fe2+不反应。
2.(2019·济南高一期末)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可行的办法是( )
A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气
C.加入铜粉 D.加入铁粉
解析:选D A项,滴入KSCN溶液可以检验Fe3+,不能除去FeCl3,错误;B项,通入氯气把FeCl2氧化为FeCl3,错误;C项,加入铜粉与FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2,引入新杂质,错误;D项,加入铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,可以除去FeCl3杂质,正确。
3.在FeCl3和CuCl2混合液中,加入过量的铁粉,充分反应后,溶液中的金属离子是( )
A.Fe2+ B.Fe3+和Fe2+
C.Cu2+和Fe2+ D.Cu2+
解析:选A 氧化性:Fe3+>Cu2+,加入过量铁粉,发生反应:2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,则溶液中的金属离子是Fe2+。
4.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
解析:选C A项,加入KSCN后呈红色,说明含Fe3+,但不能说明不含有Fe2+,不合理;B项,通入Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含Fe3+,而原溶液中是否含有Fe3+、Fe2+无法判断,不合理;D项,当溶液中含有Fe2+和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时,同样会出现上述现象,因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时,颜色很容易掩盖其他白色沉淀的现象,不合理。
5.下列各组物质充分反应后,再加KSCN溶液一定显红色的是( )
A.铁粉和稀硫酸反应后的溶液
B.向FeCl3溶液中加入过量铁粉
C.带锈的铁片放入稀硫酸中
D.四氧化三铁和盐酸反应后的溶液
解析:选D KSCN溶液遇Fe3+显红色。铁粉和稀硫酸反应生成FeSO4,A错误;过量铁粉与FeCl3溶液反应生成FeCl2,B错误;带锈的铁片放入稀硫酸中,表层的铁锈Fe2O3与稀硫酸生成Fe3+,但是内层过量的铁单质会和Fe3+反应生成Fe2+,C错误;Fe3O4中的铁元素有+2价和+3价两种价态,和盐酸反应后的溶液一定含有Fe3+,D正确。
6.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入下列固体粉末:①FeCl2、②Fe2O3、③Zn、④Fe2(SO4)3,铜粉可溶解的是( )
A.①② B.②④
C.②③ D.①④
解析:选B 要使铜粉溶解,必须有强氧化性物质存在。Fe2O3、Fe2(SO4)3中铁元素均为+3价,加入后都能使铜粉溶解。
7.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是( )
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
解析:选D 加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有Fe2+的特性,若有Fe3+,则产生Fe(OH)3的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在,而Mg(OH)2是白色沉淀,有可能存在。
8.(2019·济宁高一期末)下列各试剂中,不能用来鉴别FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的是( )
A.NaOH溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.BaCl2溶液 D.KSCN溶液
解析:选C A项,向FeSO4溶液中加入NaOH溶液后生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色,向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液后生成红褐色沉淀,可鉴别;B项,FeSO4具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,Fe2(SO4)3不能,可鉴别;C项,二者均与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,不可鉴别;D项,加入KSCN溶液立即呈红色的是Fe2(SO4)3溶液,无明显变化的是FeSO4溶液,可鉴别。
9.要证明溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A.①③ B.②③
C.③① D.①②③
解析:选C 先加入少量KSCN溶液,若溶液不变红,则证明无Fe3+;再加入氯水,如有Fe2+则被氧化为Fe3+,与KSCN反应使溶液变红。KMnO4溶液也能氧化Fe2+,但其本身是紫色,使颜色变化不易观察。
10.在烧制砖瓦时,用黏土做成的坯经过烘烧后,铁的化合物转化成____________而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的____________气体。它们把该红色物质还原成黑色的化合物是____________,同时还有未燃烧的碳的颗粒,而制得了青色砖瓦。
解析:向窑顶加水发生下列反应:C+H2O(g)CO+H2。CO和H2都具有还原性,可将Fe2O3还原至Fe3O4、FeO,需注意铁的氧化物的颜色。
答案:Fe2O3 CO和H2 Fe3O4和FeO
11.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
Fe2+Fe3+FeO
请回答下列有关问题:
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①、④的转化,要求产物纯净,可选用的试剂分别是________、________。(填标号)
a.Cl2 B.Fe
c.Cu D.KMnO4
(2)在化学方程式Fe2O3+3NaClO+4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)+3NaCl+2H2O中,还原剂是________,具有________性。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_____________、_____________。
解析:(1)将Fe2+氧化成Fe3+需加入氧化剂,但KMnO4会引入杂质离子,故可通入Cl2;将Fe3+还原成Fe2+需加入还原剂,但Cu会引入杂质离子,故加入Fe。(2)该反应中Fe元素由+3价→+6价,故Fe2O3做还原剂,具有还原性。(3)高铁酸钾(K2FeO4)在水中发生反应生成氢氧化铁胶体,能凝聚水中的悬浮杂质从而可作净水剂,而+6价→+3价的过程,表现其强氧化性,因此可作消毒剂。
答案:(1)a b (2)Fe2O3 还原 (3)净水 消毒
12.A、B、C、D、E分别是铁的单质或铁的化合物。其相互反应关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A_____________;B_____________;C_____________;
D_____________;E_____________。
(2)写出各步反应的化学方程式:
④_______________________________________________________________________;
⑤_______________________________________________________________________;
⑥_______________________________________________________________________。
解析:解答该题的关键是第⑦步,可知D是Fe(OH)3,则E是Fe2O3,A是Fe,B是FeCl3,C是FeCl2。
答案:(1)Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3
(2)2FeCl2+Cl2===2FeCl3 2FeCl3+Fe===3FeCl2 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl
13.铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。市场上一种常见的补铁药物的主要成分是琥珀酸亚铁,呈暗黄色。该药物不仅能溶于水还能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该药片中Fe2+的存在,设计并进行了如图实验:
(1)该药片的外表包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是________________________________________________________________________。
(2)试剂1是________,试剂2是________,加入试剂2后溶液呈淡红色,说明________________________________________________________________________,
加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是______________________________
________________________________________________________________________。
(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?________。若你认为不合理,请说明理由(若你认为合理,该空不要作答):_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)亚铁盐易被氧化,药片外表糖衣的作用是保护Fe2+不被空气中的氧气氧化。(3)红色溶液变为无色溶液的原因不可能是+3价铁被还原为+2价铁,因为体系中不存在还原性物质,只可能是氯水的作用,Fe(SCN)3 中SCN-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,溶液仍然不变红来证明。
答案:(1)保护Fe2+不被空气中的氧气氧化
(2)稀盐酸 KSCN溶液 药片已部分失效(或部分被氧化) 2Fe2++Cl2===2Fe3++ 2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
(3)不合理 Fe(SCN)3中SCN-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,溶液仍然不变红来证明
B级—选考等级考试增分练
1.电子工业中常用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板,欲从腐蚀后的废液中回收Cu及制取纯净的FeCl3溶液,需要下列试剂:①蒸馏水;②铁粉;③浓H2SO4;④浓盐酸;⑤烧碱;⑥浓氨水;⑦Cl2中的( )
A.①②④⑦ B.①③④⑥
C.②④⑥⑦ D.①④⑥⑦
解析:选A 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板发生的反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,用蒸馏水稀释腐蚀后的废液,其中存在Fe2+和Cu2+,加入足量铁粉,发生的反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,过滤后可得到Cu粉和Fe粉的混合物,此时再加入浓盐酸,将Fe粉溶解,过滤后即可回收Cu。在原滤液(主要是Fe2+)中通入足量Cl2,则可得到FeCl3溶液,归纳所用试剂为蒸馏水、铁粉、浓盐酸、氯气。
2.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)。试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和剩余的金属单质。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有________。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中一定有________,可能有________。
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中不可能有________,可以有________。
(4)若FeCl3有剩余,则容器中不可能有________。
解析:本题涉及的反应有:①Fe+2FeCl3===3FeCl2;②Fe+CuCl2===Cu+FeCl2;③Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2。(1)若铁粉有剩余,则容器中发生反应①和②,Fe3+和Cu2+都因为反应消耗完不可能存在,溶液中只有FeCl2。(2)若CuCl2有剩余,则容器中一定发生反应①,可能发生反应②,所以溶液中一定没有Fe,一定生成了FeCl2。若只发生反应①,则可能剩余Fe3+;若反应①②都发生了,则有Cu。(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中一定只发生反应①,且FeCl3过量,所以Fe和Cu都不存在。但是一定生成了FeCl2。(4)若FeCl3有剩余,根据反应①③可知,一定不存在Fe和Cu。
答案:(1)Fe3+、Cu2+ (2)Fe2+ Fe3+或Cu
(3)Fe、Cu Fe2+ (4)Fe、Cu
3.为了探究铁与氯气的反应,某同学甲设计了一套实验方案。其实验装置如图(加热用的酒精灯省略):
请回答下列问题:
(1)试管B中的现象是_______________________________________________________,
反应的离子方程式:_____________________________________________________。
(2)试管C中NaOH溶液的作用是_____________________________________________,
反应的离子方程式:_______________________________________________________。
(3)某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁,为了探究生成物中是否含有氯化亚铁(假设铁已完全反应),请你设计实验方案:________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某同学丙查阅了资料得知:氯化铁易溶于水,熔沸点低,受热易变为气态,而遇冷又易变为固态,故认为甲同学上述实验装置有缺陷。你认为丙同学判断的依据是
________________________________________________________________________。
(5)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。写出该反应的离子方程式:_______________________________________________________。
解析:(1)氯气与铁反应生成红棕色的烟(氯化铁)进入B,溶液变红色。(2)C中NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气。(3)验证氯化铁存在时的氯化亚铁,应利用Fe2+的还原性,可选用酸性KMnO4溶液,若紫红色溶液褪去,则证明含有Fe2+。(4)生成的烟在遇冷时凝结成固体,也可能堵塞导气管;因氯化铁易溶于水,也可能发生倒吸。
答案:(1)溶液变红色 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
(2)吸收未反应完的Cl2,以防污染空气 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)取玻璃管内少量固体于试管中,用适量的蒸馏水溶解后,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色褪去,则证明含有Fe2+
(4)通入KSCN溶液的导管口径太小,易发生堵塞(或易发生倒吸现象等,其他合理答案均可)
(5)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+