(7分)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:
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(7分)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 。 (2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。 正极反应式: ,负极反应式: 。 (3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:
| 氢氧化物开始沉淀时的pH
| 氢氧化物沉淀完全时的pH
| Fe3+
| 1.9
| 3.2
| Fe2+
| 7.0
| 9.0
| Cu2+
| 4.7
| 6.7
| 提供的药品:Cl2 浓硫酸 NaOH溶液 CuO Cu
|
|
答案
(7分,每空1分,装置图1分,第(3)小问3分) (1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ (2)装置图 2Fe3++2e-===2Fe2+ Cu-2e-===Cu2+ (3)①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO调节溶液pH至3.2~4.7; ③过滤[除去Fe(OH)3] |
解析
(1)氯化铁能溶解单质铜,反应的方程式是2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。 (2)由于原电池中负极失去电子,正极得到电子,因此根据反应式可知,负极是铜,正极可以是石墨等,而电解质溶液应该是氯化铁,装置图为(见答案)。其中电极反应式是正极:2Fe3++2e-===2Fe2+、负极:Cu-2e-===Cu2+。 (3)根据表中数据可知,沉淀亚铁离子的pH大于沉淀铜离子的pH,所以应该将溶液中的亚铁离子氧化生成铁离子,然后在调节pH将铁离子沉淀出来。即正确的做法是①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO调节溶液pH至3.2~4.7;③过滤[除去Fe(OH)3]。 |
举一反三
(12分)实验室用下面装置测定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)如何检查装置A的气密性? _ (2)装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO4溶液,其目的是 , 其原理是 。 (3)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,在b出口处必须 。 (4)装置B的作用是 ; 装置C中装的液体是 ,所起的作用是 。 (5)在气密性完好,并且进行了必要的安全操作后,点燃D处的酒精灯,在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是 。 (6)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g,反应完全后U型管的质量增加7.2 g,则混合物中Fe2O3的质量为 g。 (7)U形管E右边又连接干燥管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”)。 (8)若反应后得到的残留固体中还有少量FeO,测得的Fe2O3质量将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 |
(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__________。 |
(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? |
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___ 。 |
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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