在制作印刷电路板的过程中常利用FeCl3溶液与Cu反应，其反应方程式为：2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2。现向FeCl3溶液中加入a g Cu粉，完全

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在制作印刷电路板的过程中常利用FeCl₃溶液与Cu反应，其反应方程式为：
2FeCl₃＋Cu

2FeCl₂＋CuCl₂。现向FeCl₃溶液中加入a g Cu粉，完全溶解后，再加入b g Fe粉，充分反应后尚有c g残余固体。若c＜a，则下列说法正确的是

A．残余固体全部是Cu

B．残余固体可能为Fe和Cu的混合物

C．最后得到的溶液可能含有Fe³^＋

D．残余固体是Fe，溶液中一定不含Cu²^＋

答案

解析

试题分析：此题中发生的化学反应有三个，方程式如下：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；CuCl₂+Fe=FeCl₂+Cu；2FeCl₃+Fe=3FeCl₂
依元素守恒可知
步骤一：ag铜完全溶解后，变为ag铜离子，
步骤二：若加入的铁足够多的话，可将溶液中的铜离子全部变回金属铜（ag）甚至还会有铁剩余，此时，残余固体（cg）应大于或等于ag，
依题意：a＞c可知，加入的铁是不足量的，此时溶液中还有部分铜未完全置换出来．
结论1：剩余固体为Cu，不可能有Fe剩．选A
步骤三：根据方程式1、2、3可知，溶液中一定有Fe²⁺，因上述推导可知，溶液中还应有Cu²⁺剩余，由方程式1可知，Cu与Fe³⁺是不能共存的，剩余固体中有Cu，则溶液中必无Fe³⁺，
结论2：充分反应后剩余固体为Cu，而溶液中含FeCl₂和CuCl₂

举一反三

红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：。
(2)干燥管C内盛放的药品是和 (填化学式)。干燥管的 (填“m”或“n”)端与g导管相连接。

(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。
(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象。

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某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

（1）能说明有SO₂气体产生的实验现象是                                 。
（2）图2中导气管e的主要作用为                                             。
（3）上述装置中图2中的NaOH溶液能吸收SO₂尾气，防止污染，如将其更换为酸性KMnO₄溶液，同样可以达到目的，试写出酸性KMnO₄溶液与SO₂反应的化学方程式：
                                                        。
（4）对比两套实验装置，不难发现图2装置除了能更好的吸收有毒气体SO₂防止其污染环境外，还有一个非常明显的优点，你认为是                                。
（5）反应一段时间后停止反应，待冷却后用胶头滴管吸取A试管中的溶液滴入到适量水中作为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能：
Ⅰ：只含有Fe³⁺；Ⅱ：只含有Fe²⁺；   Ⅲ：既有Fe³⁺又有Fe²⁺。
为确认溶液的成分，选用如下试剂：

A．稀HCl溶液

B．稀硫酸

C．KSCN溶液

D．酸性KMnO₄溶液

E．NaOH溶液 F．H₂O₂溶液
试完成下列相关的实验探究：

实验步骤	实验现象及结论
1、取一支洁净的试管，滴加1-2mL的试样溶液，再向试管中滴加几滴KSCN溶液	（1），则说明Ⅱ成立。（2），则说明溶液中存在Fe³⁺，则Ⅰ或Ⅲ成立。
2、	。

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Fe₂O₃具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知：在高温下煅烧FeCO₃可以得到Fe₂O₃。为了进一步验证此结论，他做了如下实验：

实验步骤	实验操作
Ⅰ	取一定质量的FeCO₃固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再减轻，冷却至室温
Ⅱ	取少量实验步骤I所得固体放于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ	向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红

由此甲同学得出结论：4FeCO₃＋O₂

2Fe₂O₃＋4CO₂
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式__________________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe₃O₄，因为Fe₃O₄也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe³^＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe²^＋。他需要选择的试剂是____________(填序号)。
a．氯水 b．氯水＋KSCN溶液 c．K₃[Fe(CN)₆](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是____________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知，煅烧FeCO₃的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO₃制取Fe₂O₃的方法：先向FeCO₃中依次加入试剂：稀硫酸、________ (填试剂名称)和氨水；再_________(填操作名称)，灼烧，即可得到Fe₂O₃。
(5)工业上用氧化还原滴定法测菱铁矿中FeCO₃的质量分数，通过控制样品的质量，使滴定时消耗KMnO₄溶液体积为c mL，对应菱铁矿中FeCO₃的质量分数为c%，可以简化计算。某同学取含FeCO₃ c%的菱铁矿a g，用足量稀硫酸溶解后，再用0.0 200 mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液滴定(KMnO₄被还原成Mn²^＋)，最终消耗KMnO₄溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质，则所取菱铁矿的质量a＝__________g。(FeCO₃的摩尔质量为116 g·mol^－1)

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铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。
Ⅰ．铁触媒(＋2价铁和＋3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答相关问题：

（1）步骤①中需用1.50 mol·L^－1的硫酸100mL，若用18.4mol·L^－1的浓硫酸来配制，则需要用量筒量取浓硫酸        mL
（2）步骤②通入Cl₂的目的是                 （用离子方程式表示）
（3）步骤④后需用           (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
（4）步骤⑤消耗0.10mol·L^－1的Na₂SO₃溶液25.00mL，则铁触媒中铁的质量分数为             。
Ⅱ．目前的研究表明，铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理。
（1）用K₂FeO₄处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体，并放出无色无味的气体和其它物质，写出反应的离子反应方程式                     ，处理废水时既利用K₂FeO₄强氧化性，又利用生成氢氧化铁胶体的            作用。
（2）MFe₂O₄可以与氢气反应制备新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe₂O_x (3<x<4)，其中M表示+2价的金属元素，常温下，MFe₂O_x能使工业废气中的SO₂转化为S，达到回收硫、净化空气目的，转化过程表示如下：

则可以判断x y，氧化性：MFe₂O_y SO₂（填“＞”、“＜”或“=”）

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（16分）铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一：用下列流程测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④后面需用 (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
（2）因为通入Cl₂不足量，“溶液B”中还含有会影响测定结果。
（3）因为通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。
限选试剂：0.1mol·L^－1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L^－1KSCN溶液

实验操作	实验现象与结论

方案二：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（4）“干燥管C”的作用是。
（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得“干燥管B”增重11.0g，则该铁触媒的化学式可表示为。(相对原子质量：C－12 O－16 Fe－56)

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