(14分)甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。操 作 现 象通入氯气至过量I.A中溶液变红 II.稍后,溶液由红色变为黄色(1)B中
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(14分)甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。
操 作
| 现 象
| 通入氯气至过量
| I.A中溶液变红 II.稍后,溶液由红色变为黄色
| (1)B中反应的离子方程式是______。 (2)A中溶液变红的原因是______。 (3)为了探究现象II的原因,甲同学进行如下实验。 ①取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在_______。 ②取A中黄色溶液于试管中,加入过量的KSCN溶液,最终得到红色溶液。 甲同学的实验证明产生现象II的原因是SCN—与Cl2发生了反应。 (4)甲同学猜想SCN—可能被Cl2氧化了,他又进行了如下研究。 资料显示:SCN—的电子式为 。 ①甲同学认为SCN—中碳元素没有被氧化,理由是______。 ②取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,由此证明SCN—中被氧化的元素是______。 ③通过实验证明了SCN—中氮元素转化为,他的实验方案是______。 ④若SCN—与Cl2反应生成1 mol CO2,则转移电子的物质的量是______mol。 |
答案
(14分) (1)Cl2+2OH— ="==" Cl—+ClO—+ H2O (2)Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+,Fe3+与SCN—反应生成红色的,所以溶液变红 (3)①Fe3+ (4)①SCN—中的碳元素是最高价态+4价 ②硫元素 ③取足量铜粉于试管中,加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸,加热,观察到试管上方有红棕色气体生成,证明A中存在,SCN—中氮元素被氧化成 ④16 |
解析
试题分析:(1)B中是氯气与氢氧化钠的反应,离子方程式为Cl2+2 OH-= Cl-+ ClO-+ H2O; (2)A中的Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色Fe(SCN)3,所以溶液变红 (3)①加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,此红褐色沉淀为氢氧化铁沉淀,则溶液中一定存在Fe3+ (4)①因为SCN—中碳元素已经是最高价态+4价; ②与盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,此白色沉淀为硫酸钡沉淀,所以被氧化的元素是硫元素; ③证明SCN—中氮元素转化为NO3-,利用硝酸的强氧化性,被还原的产物是红棕色气体,可证明SCN—中氮元素转化为NO3-, ④SCN—与Cl2反应生成1 mol CO2,说明有1mol的SCN—与Cl2反应,SCN—中的-2价S、-3价N化合价升高到+6价、+5价,失电子总数为8+8=16mol,所以转移电子的物质的量为16mol。2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应实验,离子检验,根据元素价态判断发生的反应,电子转移数目的确定 |
举一反三
(15分) 某学习小组利用某工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)来研究相关物质的制备。设计方案如图所示:
已知:Ksp[Cu(OH)2]=6.0×10-20 ,Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14 ,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38 (1) 废弃固体在空气中灼烧发生反应(有2种元素被氧化)的化学方程式为______。 (2) 溶液C通过_______、_________、过滤等操作得到Fe2(SO4)3晶体。 (3) 常温下,铜粉、O2和稀硫酸三者在一起生成硫酸铜反应极慢。当往其中加入溶液D后,随即生成硫酸铜。这一过程中反应的化学方程式依次为4FeSO4 + O2 + 2H2SO4=2Fe2(SO4)3 + 2H2O和 。溶液D在这一过程中所起的作用是_______。 (4) 操作⑧的目的是制取较纯的硫酸铜溶液。溶液E中加入试剂Y以调节pH使得铁元素全部形成沉淀(含铁元素的离子浓度小于10-5 mol·L-1)。试剂Y可以是 ,溶液的pH至少调节为________。 |
在某硫酸铜溶液中,加入一个质量为1.12g的铁片,经过一段时间,铁片表面覆盖了一层红色的铜,取出洗净、烘干,称重,质量变为1.16g。计算在这个化学反应中溶解了铁多少克? |
(9分) 在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下: I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液; II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。 己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38 回答下列问题: (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 : (2)过程I 加入铁屑的主要作用是 ,分离得到固体的主要成分是 ,从固体中分离出铜需采用的方法是 ; (3)过程II中发生反应的化学方程式为 ; (4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为 。(列式计算) |
(15 分)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后, 需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。 (2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:摇摇2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32- +I2=2I-+S4O62- ①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。 ②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+含量将会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。 (3)已知pH>11 时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 mol·L-1计算)。
| 开始沉淀的pH
| 沉淀完全的pH
| Fe3+
| 1. 1
| 3. 2
| Fe2+
| 5. 8
| 8. 8
| Zn2+
| 5. 9
| 8. 9
| 实验中可选用的试剂:30%H2O2、1. 0 mol·L-1HNO3、1. 0 mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:① ;② ;③过滤;④ ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧。 |
(14分)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值: (列出计算过程); (2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中,FeCl2可用铁粉和 盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉和 反应制备; (3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。 |
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