(12分)两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3

(12分)两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3

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(12分)两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:
2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

图1                                   图2
在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了__________;t1~t2时间段,反应生成的气体是__________
②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案__________
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则a/b的取值范围是__________;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则的值为__________
答案
.(1) ①钝化,SO2    
② 溶液中的SCN-被氧化,向褪色后的溶液中加FeCl3,若溶液不褪色则假设成立
(2)  1/4 < a/b <3/8 ,9/32
解析
(1)①常温下铁在浓硫酸中发生钝化,所以得不到气体。随着温度的升高,fie被浓硫酸氧化生成SO2气体。
②氯水褪色,说明氯水被还原。因此除了铁离子还原之外,也可能是被溶液中的SCN-还原。
所以可以通过检验SCN-来鉴别,即向褪色后的溶液中加FeCl3,若溶液不褪色则假设成立。
(2)铁和硝酸的反应的方程式是Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。如果铁过量,则方程式是3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则a/b的取值范围是 1/4 < a/b <3/8 ;反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则生成硝酸铁和硝酸亚铁分别是2a/3mol和a/3mol,所以被还原的硝酸是(b-2a-2a/3)mol。根据电子的得失守恒可知,2a/3×3+a/3×2=(b-2a-2a/3)×3,解得a︰b=9︰32。
举一反三
(6分)、0.6mol·L-1Fe2(SO4)3和1.2mol·L-1CuSO4的混合溶液200mL,加入一定量铁粉充分反应后,测得溶液中Fe2+与Cu2+物质的量之比为2:1,则加入铁粉的物质的量是多少摩尔?
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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)FeCl3溶液用作蚀刻铜箔制造电路板的工艺,离子方程式为                
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品,测得n(Fe): n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为___     _。证明混合物中存在Fe2+的操作:                    ,在实验室中,FeCl3可用铁粉和___   ____反应制备.
(3)有学生利用FeCl3溶液制取FeCl3·6H2O晶体主要操作包括:滴入过量盐酸,         、冷却结晶、过滤。过滤中要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和           
(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___                     
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下表中,对陈述I、II的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是
选项
陈述I
陈述II
判断
A
铁是地壳中含量最高的金属元素
铁是人类最早使用的金属材料
I对;II对;有
B
常温下铁与稀硫酸反应生成氢气
高温下氢气能还原氧化铁生成铁
I对;II对;无
C
铁属于过渡金属元素
铁和铁的某些化合物可以用作催化剂
I错;II对;无
D
铁在空气中表面生成致密氧化膜
可用铁罐储存运输浓硫酸、浓硝酸
I对;II对;有

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(7分)某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案,实验装置见图,请分析实验过程:

(1)在B试管中加入NaOH溶液后加热煮沸l-2分钟并立即加入2mL液体石蜡,上述操作目的是                                   
(2)在具支试管A中加入稀H2SO4溶液和略微过量的铁粉,分析为什么铁粉要过量                                       
(3)连接好导管,同时打开活栓,当铁粉与稀硫酸反应平稳时,关闭活栓,这时看到A试管中                       (填现象),B试管中                          (填现象)。
(4)如果B中产生的氢氧化亚铁遇到空气,发生变化的化学方程式为__________________    ____
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某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol,其中Cu的物质的量分数为a,将其全部投入50 mL b mol·L1的硝酸溶液中,加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是
A.若金属有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金属不溶解
B.若金属全部溶解,则溶液中一定含有Fe3
C.若金属全部溶解,且产生336 mL气体(标准状况),则b = 0.3
D.当溶液中金属离子只有Fe3、Cu2时,则ab的关系为:b≥80y(1-a/3)

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