三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探
题型:不详难度:来源:
三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。该小组同学查阅资料知,固体产物中铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,产生的气体中含有CO、CO2。 请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。 限选试剂:①蒸馏水②3%H2O2溶液③氧化铜④1.0mol/L盐酸⑤浓硫酸⑥1.0mol/LNaOH溶液⑦澄清石灰水⑧0.5 mol/LCuSO4溶液⑨2%KSCN溶液⑩苯酚溶液 I.若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在,并验证检验过程中有CO2生成,应选用的试剂为(按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内) 。 Ⅱ.探究固体产物中铁元素的存在形式。 (1)提出合理假设 假设1:只有Fe; 假设2:只有FeO; 假设3: (2)设计实验方案并实验验证 步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水溶解,过滤分离出不溶固体。 步骤2:取少量上述不溶固体放人试管中,加入足量 溶液,充分振荡。若固体无明显变化,则假设 成立;若有暗红色固体生成,则反应的离子方程式为 。 步骤3:取步骤2所得暗红色固体于试管中,滴加过量 ,振荡后静置。若溶液基本无色,则假设 成立;若溶液呈 ,则假设3成立。 (3)问题讨论 若固体产物中FeO含量较少,用步骤3方法难以确定。请你设计实验方案证明假设3成立(写出实验的操作步骤、现象与结论): Ⅲ.拓展与延伸 有资料介绍“在含Fe2+的溶液中,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,溶液呈红色;若再滴加过量氯水,却发现红色褪去”。假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO42-”,试写出该反应的离子方程式 。 |
答案
(15分) Ⅰ.⑥、⑦、⑤、③、⑦ Ⅱ.(1)含有FeO和Fe (1分) (2)CuSO4溶液(1分) 2 (1分) Fe+Cu2+=Fe2++Cu(2分) HCl(1分) 1(1分) 浅绿色(1分) (3)取步骤3静置后的上层清液,滴加几滴KSCN溶液无红色出现,再滴加1-2滴H2O2溶液,充分振荡若溶液变红,则证明假设3成立。(2分,其它合理答案均给分) Ⅲ.2Fe3++3C12+8H2O=2FeO42-+6Cl-+16H+ (3分) |
解析
试题分析: I.CO、CO2的检验该为先检验CO2,将CO2除尽,净化(干燥),检验CO(用CuO,变红),在检验有CO2生成(CO的氧化产物)。 Ⅱ.(1)首先铁不以三价铁形式存在,故考虑范围为二价铁的存在形式,出铁单质,氧化亚铁以为,还有可能就二者的混合物; (2)由暗红色固体生成,可以确定为Cu,故使用的试剂为CuSO4,然后再暗红色固体(Cu、FeO)中加盐酸,溶液呈无色,说明没有Fe2+(浅绿色),故没有FeO,从而得出结论。 (3)二价铁也氧化为三价铁用KSCN进行检验,该方法比较灵敏 Ⅲ.该反应中告知反应物为Fe3+、Cl2,产物为FeO42-,然后通过氧化还原缺项配平的方法对该反应进行配平,从而得到答案。 |
举一反三
已知Fe(NO3)2受热分解产物为金属氧化物、NO2和O2,请完成表格内容并回答相关问题: (1)对固体产物中Fe化合价的猜想: 猜想一:只显+2价 猜想二:只显+3价;猜想三: 。 (2)为证明猜想二通过完成下表加以验证。供选试剂有: 0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、3%H2O2溶液、0.1 mol/LKSCN溶液、蒸馏水。(仪器自添)
实验操作
| 现象
| 目的或结论
| 步骤1:取适量上述热分解后的固体于试管中,加入0.1 mol/L H2SO4溶液使其充分溶解,将上层清液分加到A、B两支试管中
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| 溶解固体产物
| 步骤2:
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| 溶液中含有Fe3+
| 步骤3:
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| 溶液中不含 Fe2+
| 经验证,猜想二正确,请写出Fe(NO3)2热分解的化学方程式 。 (3)某同学将带火星的木条伸入该分解反应产生的气体中,木条复燃,由此他得出“NO2能支持燃烧的结论”。请你判断该结论是否正确?并说明理由。 |
氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液,再滴加双氧水,立即出现血红色,后红色又褪去呈黄色并伴有气泡产生,针对该实验现象,某实验小组的同学进行了探究 一、现象分析 假设A:气泡是H2O2分解产生的O2 假设B:气泡是KSCN被氧化为N2、SO2、CO2等 假设C:红色褪去的原因是KSCN被氧化成了其它物质 二、实验探究 探究1
实验操作
| 实验现象
| 结论
| ①1mL 0.1mol/L的FeCl2溶液中加2滴KSCN溶液
| 溶液不变红
| Fe2+遇SCN-不变红
| ②向①的溶液中加3%的H2O21滴并振荡
| 立即出现血红色 振荡后不褪色
| 加入H2O2后溶液中 出现了 (离子符号)
| ③向②的溶液中继续加H2O2溶液
| 溶液中出现大量气泡 血红色褪去
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| ④用带火星的木条检验③中的气体
| 木条复燃
| 则假设 成立
| 探究2
实验操作
| 实验现象
| 结论
| ①取2ml KSCN溶液向其中加入几滴BaCl2溶液和稀盐酸
| 无明显现象
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| ②向①所得的溶液中滴加3%的H2O2
| 溶液中出现白色沉淀并有少量气泡
| 白色沉淀为BaSO4
| ③将6%的H2O2溶液加入KSCN固体中,生成的气体依次通过品红溶液,酸性KMnO4溶液和澄清的石灰水
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| KSCN被H2O2氧化生成了SO2和CO2气体
| 三、问题与讨论 (1)探究1中,H2O2分解速度很快的原因 (2)探究1中,说明还原性Fe2+ SCN- (3)探究2中,酸性KMnO4溶液的作用是 能证明生成了CO2的现象是 (4)若SCN -被H2O2氧化得到N2、SO2、CO2和SO42-,且SO2与SO42-的物质的量比为1:1,试写出该反应的离子方程式 |
实验室里用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),其过程如下:
(1)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为 。 (2)过程②中产生的尾气会对大气造成污染,可选用下列试剂中的 吸收。 a.浓H2SO4 b.蒸馏水 c.NaOH溶液 d.浓硝酸 (3)过程③中,需要加入的物质名称是 (4)过程④的实验操作是 (5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是 。 (6)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取样品2.700 g;②将样品溶于足量盐酸后,加人足量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则该聚铁中铁元素的质量分数为 。 |
钢铁等铁制品是应用最广泛的金属材料,铁元素的单质及其化合物在元素化合物世界始终扮演着重要角色。 I.打磨过的细铁丝可在纯氧中剧烈燃烧,最终生成黑色固体,其化学式为 ;铁粉与水蒸气在高温下也可生成该黑色固体,反应的化学方程式为 。 II.某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜。探究过程如下:
请回答下列问题: (1)步骤②中,除发生反应Fe +2HCl=FeCl2+H2↑外,其他可能反应的离子方程式为 。 (2)若溶液B中只含有Fe2+而不含Fe3+,可证明该事实的实验方法是( ) ①先加氯水,后加KSCN溶液后显红色; ②先加KSCN溶液,不显红色,再加氯水后显红色; ③滴加NaOH溶液,只产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后呈红褐色; ④只滴加KSCN溶液不显红色。(3)步骤⑤产生金属铜的化学方程式为 。 Ⅲ.金属的腐蚀所导致的钢铁损耗占钢铁年产量的l/4还多。在钢铁的吸氧腐蚀过程中,正极反应式为 ,若此过程中共生成了8 gFe2O3,则转移的电子的物质的量为 。 |
工业制备氯化铜时,将浓盐酸用蒸气加热至80 ℃左右,慢慢加入粗CuO粉末(含杂质Fe2O3、FeO),充分搅拌,使之溶解,得一强酸性的混合溶液,现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液,采用以下步骤[参考数据:pH≥9.6时,Fe2+完全水解成Fe(OH)2;pH≥6.4时,Cu2+完全水解成Cu(OH)2;pH≥3.7时,Fe3+完全水解成Fe(OH)3]。请回答以下问题: (1)第一步除去Fe2+,能否直接调整溶液pH=9.6,将Fe2+沉淀除去? ,(填“能” 或“不能”)理由是 , (2)有人用强氧化剂NaClO先将Fe2+氧化为Fe3+,再调整溶液的PH将Fe3+沉淀除去: ①加入NaClO后,溶液的pH变化是________(填代号)。 A.一定增大 B.一定减小 C.可能增大 D.可能减小 ②你认为用NaClO作氧化剂是否妥当? ,(填“是” 或“否”)现有下列几种常用的氧化剂,可用于除去混合溶液中Fe2+的有________(有几个选几个,填代号)。 A.浓HNO3 B.Cl2 C.KMnO4 D.H2O2 (3)加入适当物质调整溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,可以达到除去Fe3+而不损失CuCl2的目的,则调整溶液pH可选用下列物质中的___________。 A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu(OH)2 |
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