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第1頁/共1頁2025北京高一(上)期末化學(xué)匯編鐵及其化合物(解答題)一、解答題1.(2025北京豐臺高一上期末)某小組同學(xué)探究Fe(NO3)3溶液中Fe3+和的氧化性。資料:0.1mol/LFe(NO3)3溶液的pH=1.7。實驗1:向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液,淀粉KI試紙變藍(lán)。(1)實驗1證明:Fe(NO3)3溶液中含有具有氧化性微粒的理由是。(2)依據(jù)Fe(NO3)3在水溶液中的電離和溶液呈酸性,小組同學(xué)做出猜想,并設(shè)計完成了以下實驗。猜想1:酸性條件下,氧化了I-。猜想2:Fe3+氧化了I-。實驗序號實驗操作實驗現(xiàn)象2向淀粉碘化鉀試紙上滴Xmol/LNaNO3溶液(用鹽酸調(diào)節(jié)pH=1.7)淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)3向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFeCl3溶液淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)①實驗2的目的是為了證明猜想1,則X=。②甲同學(xué)認(rèn)為實驗3證明了猜想2成立,寫出Fe3+氧化I-的離子方程式。乙同學(xué)認(rèn)為以上實驗不嚴(yán)謹(jǐn),進(jìn)一步通過實驗排除了空氣中氧氣的干擾,證明了猜想1和猜想2成立。(3)比較0.1mol/LFe(NO3)3溶液中Fe3+和的氧化性。實驗4:向1mL0.2mol/LFeCl2溶液(用鹽酸調(diào)節(jié)pH=1.7)中先滴加KSCN溶液,再加入_______。①將實驗4補(bǔ)充完整。②實驗4中觀察到實驗現(xiàn)象為,證明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中,氧化性>Fe3+。2.(2025北京人大附中高一上期末)某小組同學(xué)向pH=1的0.5mol?L-1的FeCl3溶液中分別加入過量的Cu粉和Zn粉,探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產(chǎn)物。(1)理論分析依據(jù)金屬活動性順序,Cu和Zn可將Fe3+還原為Fe的金屬是。(2)實驗驗證實驗金屬操作、現(xiàn)象及產(chǎn)物I過量Cu一段時間后,溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色,固體中未檢測到Fe單質(zhì)Ⅱ過量Zn一段時間后有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)緩慢,pH逐漸增大,產(chǎn)生了大量紅褐色沉淀后,無氣泡冒出,此時溶液pH為3~4,取出固體,固體中未檢測到Fe單質(zhì)①實驗Ⅱ中生成的紅褐色沉淀為。②對實驗Ⅱ未檢測到Fe單質(zhì)進(jìn)行分析及探究。i.a(chǎn).甲認(rèn)為實驗Ⅱ中,當(dāng)Fe3+、H+濃度較大時,即使Zn與Fe2+反應(yīng)置換出少量Fe,F(xiàn)e也會被Fe3+、H+消耗。寫出Fe與Fe3+、H+反應(yīng)的離子方程式。b.乙認(rèn)為在pH為3~4的溶液中即便生成Fe也會被H+消耗。設(shè)計實驗(填實驗操作和現(xiàn)象),證實了此條件下可忽略H+對Fe的消耗。c.丙認(rèn)為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉表面,阻礙了Zn與Fe2+的反應(yīng)。實驗證實了Zn粉被包裹。ii.查閱資料:0.5mol?L-1Fe3+開始沉淀的pH約為1.2,完全沉淀的pH約為3。結(jié)合a、b和c,重新做實驗Ⅱ,當(dāng)溶液pH為3~4時,不取出固體,向固-液混合物中持續(xù)加入鹽酸,控制pH<1.2,(填實驗操作和現(xiàn)象),待pH為3~4時,取出固體,固體中檢測到Fe單質(zhì)。3.(2025北京通州高一上期末)興趣實驗小組探究金屬單質(zhì)與溶液的反應(yīng),進(jìn)行了如下實驗。已知:i.溶液顯酸性。ii.和都能被磁鐵吸引。【理論分析】(1)鎂與銅的金屬活動性順序從強(qiáng)到弱是。【實驗驗證】序號操作現(xiàn)象Ⅰ在盛有溶液的燒杯中,投入過量的銅片。一段時間后,溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色。Ⅱ在盛有溶液的燒杯中,投入過量的鎂條。鎂條表面有大量氣體產(chǎn)生,此時檢測到溶液中存在。20s后觀察到鎂條表面開始有黑色固體生成,一段時間后燒杯底部產(chǎn)生紅褐色沉淀。(2)實驗Ⅰ中所得溶液,存在的主要金屬陽離子有(填離子符號)。(3)小組同學(xué)取實驗Ⅰ的少量溶液于試管中,滴加KSCN溶液后繼續(xù)滴加少量氯水,可檢驗實驗Ⅰ中所得溶液中有生成,檢測到溶液中存在該粒子,依據(jù)的現(xiàn)象是。(4)對Ⅱ中的實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析與探究①產(chǎn)生的氣體是。②請用離子方程式解釋“檢測到溶液中含有”的原因:。③經(jīng)下列實驗探究黑色固體中含有的主要物質(zhì)。i.黑色固體可以被磁鐵吸引;ii.將黑色固體用蒸餾水洗滌后,加入稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;iii.向ii反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液,無變化。a.黑色固體中一定含有的物質(zhì)是。b.小組同學(xué)認(rèn)為上述實驗無法確定黑色固體中是否含有,理由是。【實驗結(jié)論】金屬活動性會影響金屬單質(zhì)與溶液反應(yīng)的產(chǎn)物。4.(2025北京西城高一上期末)某同學(xué)利用下圖所示的裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗。(1)鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)檢驗氣密性后,加熱試管,肥皂液中有氣泡產(chǎn)生,該現(xiàn)象不能說明有生成。理由是。(3)為探究試管中固體的成分,繼續(xù)實驗:取少量反應(yīng)后固體于試管中,加入過量鹽酸,加熱至固體完全溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液變紅,推測固體的成分:;若溶液未變紅,原因是(用離子方程式表示)。5.(2025北京石景山高一上期末)某興趣小組同學(xué)為探究黑木耳中的含鐵量,進(jìn)行如下實驗。資料:i.紫色溶液在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,其還原產(chǎn)物是。ii.遇到產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,可用來檢驗。I.為確定黑木耳中含有鐵元素,甲同學(xué)設(shè)計實驗方案如下。(1)從稀硫酸浸取后的混合物中得到溶液的操作是,該操作用到的玻璃儀器有、燒杯和玻璃棒。(2)檢驗濾液中的不適宜用溶液,原因是。(3)步驟④檢驗所用試劑是溶液。II.測黑木耳中鐵元素的含量:乙同學(xué)另取克黑木耳重復(fù)實驗得溶液,進(jìn)行實驗。(4)物質(zhì)只能選用。a.
b.
c.(5)步驟⑥反應(yīng)的離子方程式是:。______________________(6)乙同學(xué)取出濾液于錐形瓶中,消耗濃度為的酸性溶液,計算黑木耳中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(用計算式表示)III.丙同學(xué)發(fā)現(xiàn)溶液在空氣中久置后會被氧化,因此進(jìn)行了如下探究實驗:濃度溶液起始實驗現(xiàn)象半小時3小時a0.51.5無明顯現(xiàn)象淺黃色b0.53.0淺黃色黃色c0.55.0淺黃色,有渾濁自半小時后變黃的速度比快,有紅褐色沉淀生成(7)寫出在空氣中久置生成紅褐色沉淀的反應(yīng)的離子方程式。(8)根據(jù)上表實驗結(jié)果可得影響溶液氧化快慢的因素有。6.(2025北京大興高一上期末)工業(yè)上用溶液作印刷電路銅板的腐蝕液。化學(xué)小組采用不同方法對腐蝕廢液(陽離子主要有、、和)進(jìn)行處理。方法一:將溶液加入廢液并調(diào)節(jié)溶液pH,處理流程如下。已知:部分金屬離子沉淀的pH(起始濃度為(0.1mol·L-1)開始沉淀pH4.72.77.6完全沉淀pH6.73.79.6(1)步驟Ⅰ中加入溶液的目的是將(填“氧化”或“還原”)為。(2)步驟Ⅱ中需要調(diào)節(jié)的pH范圍是。(3)溶液C中含有大量。取少量溶液C于試管中,滴加NaOH溶液,觀察到的現(xiàn)象是;寫出該過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)①溶液A、溶液B和固體C中都含有(填“Fe”或“Cu”)元素。②將溶液C和溶液D回收后,通入可以再轉(zhuǎn)化為腐蝕液,寫出該反應(yīng)的離子方程式。(5)方法二:將和空氣的混合氣體通入腐蝕廢液,其轉(zhuǎn)化如下圖(CuS不溶于水)。①過程ⅰ中,生成CuS反應(yīng)的離子方程式為。②下列關(guān)于該轉(zhuǎn)化過程的說法中,正確的是(填字母)。a.過程ⅱ中的氧化劑是b.過程ⅲ中沒有化合價變化c.利用該轉(zhuǎn)化可以回收S7.(2025北京西城高一上期末)查閱資料顯示:在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑所表現(xiàn)的氧化性強(qiáng)弱與反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)和對應(yīng)元素價態(tài)有關(guān)。化學(xué)小組探究Cu與Fe2(SO4)3溶液的反應(yīng),實驗如下:序號方案現(xiàn)象ⅰ振蕩試管,觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色,充分反應(yīng)后,試管底部有Cu粉剩余ⅱ取實驗ⅰ中的上層清液,向其中滴加1mol?L-1KSCN溶液溶液局部變紅,同時產(chǎn)生白色沉淀(經(jīng)檢驗是CuSCN),振蕩試管,紅色消失(1)實驗ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。(2)實驗ⅱ中檢測到Fe3+,依據(jù)的實驗現(xiàn)象是。①對Fe3+產(chǎn)生的原因提出如下假設(shè):假設(shè)1:溶液中的Fe2+被氧化,離子反應(yīng)方程式是。假設(shè)2:在實驗ⅱ的條件下,F(xiàn)e2+被Cu2+氧化。②設(shè)計實驗驗證假設(shè),其中試劑a是,ⅳ的現(xiàn)象是。序號方案試劑現(xiàn)象ⅲa放置較長時間,溶液不變紅ⅳa和b___________③實驗結(jié)論:假設(shè)1不成立,假設(shè)2成立。(3)由實驗i得出氧化性:Fe3+Cu2+(填“>”或“<”),而根據(jù)實驗ⅱ發(fā)生的反應(yīng)可知,F(xiàn)e3+和Cu2+的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反。運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律解釋原因:。8.(2025北京八中高一上期末)黃銅礦主要成分是二硫化亞鐵銅()。黃銅礦經(jīng)熔煉、煅燒后得到粗銅和爐渣,冶煉過程的主要反應(yīng)有:①②(1)反應(yīng)②中還原劑是。(2)某校學(xué)習(xí)小組用煉銅產(chǎn)生的爐渣(含、、、等)制備鐵紅,進(jìn)行如下實驗。①爐渣堿浸時反應(yīng)的離子方程式是和。②濾渣1中加入鹽酸并通入氧氣可使轉(zhuǎn)化為,該反應(yīng)的離子方程式是;為檢驗鐵元素是否被氧化完全,應(yīng)進(jìn)行的實驗是:取少量濾液2于試管中,。9.(2025北京清華附中高一上期末)菠菜中含有比較豐富的鐵元素,某研究小組設(shè)計如下方案測定其含量。【鐵元素的分離】(1)在坩堝中將mg菠菜高溫灼燒,使之完全灰化。用足量的酸充分溶解,過濾(濾渣中不含鐵元素),將濾液在100mL容量瓶中定容,得溶液A。其中鐵元素的存在形式是Fe2+、。【鐵元素的測定】研究小組提出如下三種測量方案。i.沉淀法:取10mL溶液A,向其中加入足量NaOH溶液,過濾、洗滌沉淀、灼燒、稱量。(2)請寫出生成紅褐色沉淀的方程式:。該方案誤差較大。ii.比色法:另取10mL溶液A,流程如下。(3)用離子方程式解釋加入H2O2的目的是:。(4)寫出加入KSCN后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。(5)溶液顏色越深,光的透過能力越差,即透光率越小,含鐵量越(填“高”或“低”)。(6)若不加入H2O2,測出菠菜中鐵元素的含量(填“偏大”或“偏小”)。iii.高錳酸鉀滴定法:(7)另取10mL溶液A,向其中加入足量X,X可能是。a.Na
b.Mg
c.Fe
d.Cu向濾液C中滴入bmol/LKMnO4溶液,至反應(yīng)完全,共消耗KMnO4溶液cmL。(8)請寫出與Fe2+反應(yīng)的離子方程式:。(9)計算樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。10.(2025北京朝陽高一上期末)化學(xué)小組研究鐵與氯氣的反應(yīng)。資料:①飽和氯水中主要粒子的濃度:②,pH越小,相應(yīng)的越大,溶液酸性越強(qiáng)。Ⅰ.常溫時,干燥的氯氣不與鐵反應(yīng),工業(yè)生產(chǎn)中可將液氯儲存在鋼瓶中。Ⅱ.加熱條件下,鐵能與氯氣發(fā)生反應(yīng),化學(xué)方程式為_______。Ⅲ.研究小組探究常溫下鐵與氯水的反應(yīng),實驗如下:序號實驗試劑a現(xiàn)象ⅰ2mL飽和氯水產(chǎn)生少量氣泡,溶液為淺黃色;后不再產(chǎn)生氣泡ⅱ2mL鹽酸產(chǎn)生較多氣泡,溶液接近無色;一段時間后,不再產(chǎn)生氣泡此時溶液(1)補(bǔ)全Ⅱ.中方程式:。氯氣溶于水制得氯水,溶解過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)進(jìn)行實驗ⅲ,檢測實驗ⅰ、ⅱ所得溶液中的金屬離子,發(fā)現(xiàn)溶液顏色與取樣時間有關(guān)。取樣時間10mn取實驗ⅰ溶液滴加KSCN溶液淺紅色紅色深紅色取實驗ⅱ溶液滴加KSCN溶液無色無色極淺的粉紅色實驗ⅰ所得溶液中一定含有,上述實驗證明不是起主要作用的氧化劑,證據(jù)是。(3)進(jìn)行實驗ⅳ,證明實驗ⅰ中、HClO不是與鐵發(fā)生反應(yīng)的主要氧化劑。實驗ⅳ:①取2mL溶液,加入與實驗ⅰ相同的鐵絲,放置,無明顯變化。滴加KSCN溶液,未見明顯現(xiàn)象。②向①的溶液中加入填試劑調(diào)節(jié)溶液,放置,溶液呈現(xiàn)極淺的粉紅色。后,溶液呈淺紅色。(4)實驗小組對于實驗ⅰ中作氧化劑時生成的可能過程進(jìn)行猜想:假設(shè)1:Fe與HCl反應(yīng)生成被氯水氧化為。假設(shè)2:在水的作用下,鐵與反應(yīng)生成。繼續(xù)進(jìn)行實驗,證明若沒有假設(shè)1的過程,假設(shè)2也成立。實驗方案及現(xiàn)象為。綜上,鐵與氯氣在不同條件下的反應(yīng)不同,說明物質(zhì)變化是有條件的。11.(2025北京海淀高一上期末)某實驗小組探究與溶液的反應(yīng)。資料:i.溶液呈酸性,并且濃度越大,溶液酸性越強(qiáng),pH越低。ii.酸性條件下,若溶液pH增大,可能會產(chǎn)生沉淀。iii.的特征性質(zhì)是遇溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。小組同學(xué)將打磨光亮的鎂條(過量)放入下列溶液中,發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象。實驗溶液現(xiàn)象I溶液鎂條表面產(chǎn)生大量氣體,溶液pH增大,隨后表面產(chǎn)生紅褐色固體II溶液鎂條表面快速產(chǎn)生大量氣體,溶液pH增大,隨后表面產(chǎn)生黑色固體經(jīng)檢驗,實驗II中的黑色固體為。(1)實驗I、II產(chǎn)生氣體的化學(xué)式為。(2)分別取實驗I、II所得溶液,滴加溶液,發(fā)現(xiàn)均存在,依據(jù)的現(xiàn)象是,用離子方程式表示產(chǎn)生的原因:。繼續(xù)探究實驗I沒有產(chǎn)生的原因,甲同學(xué)對比實驗II,認(rèn)為是實驗I中濃度太低,乙同學(xué)則認(rèn)為是實驗I中不只轉(zhuǎn)化為,導(dǎo)致濃度太低,并設(shè)計實驗III證實了他的猜測。(3)補(bǔ)全實驗III的實驗方案:將打磨光亮的鎂條(過量)放入,發(fā)現(xiàn)鎂條表面產(chǎn)生黑色固體。丙同學(xué)參照上述實驗,設(shè)計實驗IV,進(jìn)一步探究實驗I沒有產(chǎn)生Fe的原因。實驗溶液現(xiàn)象IV溶液(加鹽酸調(diào))鎂條表面快速產(chǎn)生大量氣體,溶液pH增大,隨后產(chǎn)生黑色固體(4)對比實驗I和IV,解釋實驗I中不能產(chǎn)生Fe的原因。(5)綜合以上實驗,影響Mg與溶液反應(yīng)的因素有。(6)下列推測不合理的是(填序號)。a.向?qū)嶒濱I所得溶液中加入酸性溶液,發(fā)現(xiàn)紫紅色褪去,說明有b.過量的與溶液反應(yīng)能生成c.過量的與溶液(加鹽酸調(diào))反應(yīng)能生成12.(2025北京房山高一上期末)某小組同學(xué)為探究的溶液中氧化劑的微粒及其還原產(chǎn)物。進(jìn)行如下實驗:序號加入試劑現(xiàn)象ⅰ加入過量的Cu粉一段時間后,溶液變?yōu)樗{(lán)綠色ⅱ加入過量的Zn粉一段時間后有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)緩慢,pH逐漸增大,產(chǎn)生大量紅褐色沉淀后,無氣泡冒出,此時溶液的pH為3~4,取出固體,固體中未檢測到Fe單質(zhì)。ⅲ加入過量的Mg粉有大量氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)劇烈,pH逐漸增大,產(chǎn)生大量紅褐色沉淀后,持續(xù)產(chǎn)生大量氣泡,當(dāng)溶液pH為3~4,取出固體,固體中檢測到Fe單質(zhì)。資料:鐵氰化鉀溶液與溶液反應(yīng)會產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。理論分析:(1)依據(jù)金屬活動性順序,Cu、Zn、Mg中可將還原為Fe的金屬是。實驗探究:(2)小組同學(xué)對實驗ⅱ未檢測到Fe單質(zhì)進(jìn)行分析和探究猜測一、甲同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)初期濃度較大時,即使Zn和反應(yīng)置換出少量Fe,F(xiàn)e也會被消耗。寫出Fe和反應(yīng)的離子方程式。猜測二、乙同學(xué)認(rèn)為在pH為3~4的溶液中,即使Zn和反應(yīng)置換出少量Fe,F(xiàn)e會被消耗。設(shè)計實驗:取少量鐵粉,加入,再加入鐵氰化鉀溶液無藍(lán)色沉淀生成,即可證實此條件可以忽略對Fe的消耗。猜測三、丙同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉上,阻礙了Zn和反應(yīng)。實驗證實了Zn粉被包裹。查閱資料:在pH約為1.2的溶液中開始轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,溶液的pH約為3時完全轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。(3)結(jié)合資料和猜測,重做實驗ⅱ,當(dāng)溶液pH為3~4時,不取出固體,向固-液混合物中持續(xù)滴加鹽酸,控制,當(dāng)觀察到且溶液顏色變淺時停止加入鹽酸,待pH為3~4時,取出固體,固體中檢測到Fe單質(zhì)。實驗結(jié)論:(4)對比實驗ⅱ和實驗ⅲ可得出結(jié)論:,而金屬Mg不斷產(chǎn)生氫氣使得沉淀難以覆蓋在金屬表面,Mg能夠直接與發(fā)生置換反應(yīng)制取出Fe。13.(2025北京八中高一上期末)某化學(xué)興趣小組為探究、、的氧化性強(qiáng)弱,設(shè)計了如下實驗:(1)①A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。②整套實驗裝置存在一處明顯的不足,請指出。(2)用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實驗,實驗過程如下:實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論打開活塞a,向圓底燒瓶中滴入適量濃鹽酸;然后關(guān)閉活塞a,點燃酒精燈。D裝置中:溶液變紅E裝置中:水層溶液變黃,振蕩后,層無明顯變化。、、的氧化性由強(qiáng)到弱的順序為:因忙于觀察和記錄,沒有及時停止反應(yīng),D、E中均發(fā)生了新的變化。D裝置中:紅色慢慢褪去。E裝置中:層先由無色變?yōu)槌壬箢伾饾u加深,直至變成紅色。為探究上述實驗現(xiàn)象的本質(zhì),小組同學(xué)查得資料如下:i.性質(zhì)與鹵素單質(zhì)類似。氧化性:。ii.和反應(yīng)生成,它呈紅色(略帶黃色),沸點約5℃,與水可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。iii.、均可溶于水。①請推測D裝置中溶液褪色的原因。②欲探究E中顏色變化的原因,設(shè)計實驗如下:用分液漏斗分離出E的下層溶液,蒸餾、收集紅色物質(zhì),取少量,加入溶液,結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生。請結(jié)合化學(xué)用語解釋僅產(chǎn)生白色沉淀的原因。③將少量通入到碘化鉀溶液中,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。④將通入的溶液中發(fā)生反應(yīng),被氧化的和的物質(zhì)的量之比是。14.(2025北京清華附中高一上期末)鐵黃(FeOOH)是一種重要的化工產(chǎn)品。為制備高品質(zhì)鐵黃,需先制備少量鐵黃晶種。I.晶種的制備制備過程及現(xiàn)象是:向一定濃度的溶液中加入氨水,產(chǎn)生白色沉淀,并很快變成灰綠色。滴加氨水至pH為6.0時,開始通空氣并記錄pH變化如下。資料:本實驗中,不同下價鐵元素的存在狀態(tài):存在狀態(tài)、(1)產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是。(2)結(jié)合方程式解釋曲線變化:①時段,白色沉淀被氧化,,不變,pH幾乎不變。②時段,發(fā)生如下反應(yīng):(配平),增大,pH明顯降低。______________________+______________________FeOOH___________③后,pH幾乎不變,此時溶液中仍降低,但增加,且降低量大于增加量。結(jié)合總方程式說明原因:。II.產(chǎn)品顏色探究鐵黃為黃色,但制得的晶種為黃褐色。歡樂小組提出兩個猜想:猜想1:鐵黃中混有黑色物質(zhì),混合后顏色變深。猜想2:鐵黃中混有黃褐色物質(zhì)。(3)針對猜想1,小歡提出方案:將樣品用鹽酸充分溶解后,加入高錳酸鉀溶液,紫色褪去,證明鐵黃中含有。小樂認(rèn)為該方案不嚴(yán)謹(jǐn),原因是。后經(jīng)實驗證實該制備條件下幾乎不產(chǎn)生。(4)針對猜想2,進(jìn)行下列實驗,證實黃褐色晶種中含有。①請選出合適的試劑搭配:。A.,B.,C.,②洗滌黃褐色晶種的目的是。③進(jìn)一步實驗證實黃褐色晶種含有少量。寫出由生成黃褐色沉淀的離子方程式:。III.產(chǎn)品純度測定鐵黃純度可以通過產(chǎn)品的耗酸量確定。資料:,不與稀堿液反應(yīng)。(5)Wg鐵黃樣品共消耗硫酸的物質(zhì)的量為mol(列出計算式即可)。(6)假定鐵黃樣品除外,不含其他雜質(zhì)。①算得鐵黃純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為。②加入溶液不足會使測定純度偏小,原因是。
參考答案1.(1)淀粉KI試紙變藍(lán)說明生成了I2,I-變?yōu)镮2化合價升高,則Fe(NO3)3溶液中的微粒化合價降低,具有氧化性(2)0.32Fe3++2I-=2Fe2++I2(3)1mL0.6mol/LNaNO3溶液溶液先無明顯變化,后變?yōu)檠t色(或者溶液紅色加深)【分析】I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色,向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液,淀粉KI試紙變藍(lán),說明溶液中有氧化性微粒將I-氧化為I2,導(dǎo)致淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色。根據(jù)Fe(NO3)3溶液電離和溶液顯酸性,猜測可能是在酸性條件下H+、將I-氧化為I2;也可能是Fe3+氧化I-氧化為I2。若要證明酸性條件下H+、將I-氧化為I2,應(yīng)該使兩次溶液中濃度相同;若要證明Fe3+氧化I-為I2,應(yīng)該使溶液pH=1.7,F(xiàn)e3+濃度是0.1mol/L,而不能含有。根據(jù)反應(yīng)Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3檢驗Fe3+的產(chǎn)生與存在。【詳解】(1)在實驗1中向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液,淀粉KI試紙變藍(lán),說明反應(yīng)產(chǎn)生了I2,則證明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中含有氧化性微粒;(2)①要采用控制變量方法研究。在實驗2中,溶液中含有,溶液pH=1.7,無Fe3+,結(jié)果淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),說明在pH=1.7,含有時I-能夠被氧化為I2,故溶液中的濃度應(yīng)該為0.3mol/L,故NaNO3溶液的濃度c(NaNO3)=X=0.3mol/L;②向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFeCl3溶液,淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),說明反應(yīng)產(chǎn)生了I2,則證明Fe3+也具有強(qiáng)氧化性,將I-氧化為I2,反應(yīng)的方程式為:2Fe3++2I-=2Fe2++I2;(3)向1mL0.2mol/LFeCl2溶液(用鹽酸調(diào)節(jié)pH=1.7)中先滴加KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,再加入1mL0.6mol/LNaNO3溶液,溶液變?yōu)檠t色,說明在酸性條件下,將Fe2+氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+與SCN-作用,使溶液變?yōu)檠t色,從而證明在酸性條件下,氧化性:>Fe3+。故①將實驗4補(bǔ)充完整為再加入1mL0.6mol/LNaNO3溶液;②實驗4中觀察到實驗現(xiàn)象為溶液先無明顯變化,后變?yōu)檠t色(或者溶液紅色加深)2.(1)Zn(2)Fe(OH)3Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑取實驗Ⅱ中pH為3~4的上層清液,加入少量鐵粉,觀察到鐵粉表面幾乎不產(chǎn)生氣泡觀察到紅褐色沉淀逐漸溶解,有氣泡產(chǎn)生,待溶液顏色褪去(變淺),停止加鹽酸【分析】該實驗的目的是探究氯化鐵溶液與過量銅粉、鋅粉反應(yīng)時,溶液中氧化劑的微粒及其還原產(chǎn)物。由實驗現(xiàn)象可知,實驗Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為過量的銅與溶液中的Fe3+反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子;實驗Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)為Fe3+在溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵和H+,鋅與溶液中的H+反應(yīng)生成H2,促進(jìn)水解平衡右移,導(dǎo)致Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,氫氧化鐵沉淀包裹鋅粉,阻礙了Zn與Fe2+的反應(yīng);重新做實驗Ⅱ,當(dāng)溶液pH為3~4時,不取出固體,向固-液混合物中持續(xù)加入鹽酸,控制pH<1.2,此時Fe(OH)3固體溶解后,鋅與Fe3+反應(yīng)生成的Fe2+繼續(xù)被鋅還原,從而生成鐵,據(jù)此解答。【詳解】(1)Cu和Zn都可將Fe3+還原為Fe2+,依據(jù)金屬活動性順序,Zn可將Fe2+還原為Fe,所以Cu和Zn可將Fe3+還原為Fe的金屬是Zn;(2)①加入Zn粉后,與溶液中的H+作用,從而促進(jìn)Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀,則實驗Ⅱ中生成的紅褐色沉淀為Fe(OH)3;②a.Fe與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+,F(xiàn)e與H+反應(yīng)生成Fe2+和H2,反應(yīng)的離子方程式為:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;b.設(shè)計實驗證實pH為3~4的溶液可忽略H+對Fe的消耗,則只需在實驗Ⅱ中pH為3~4的上層清液中加入Fe粉,觀察是否有氣泡產(chǎn)生,則實驗方案為:取實驗Ⅱ中pH為3~4的上層清液,加入少量鐵粉,觀察到鐵粉表面幾乎不產(chǎn)生氣泡;ii.丙認(rèn)為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉表面,阻礙了Zn與Fe2+的反應(yīng)。為了證實Zn粉被Fe(OH)3沉淀包裹,需用鹽酸先將Fe(OH)3沉淀溶解,讓Zn暴露出來,再與Fe3+接觸,再檢測是否有Fe生成。則重新做實驗Ⅱ,當(dāng)溶液pH為3~4時,不取出固體,向固-液混合物中持續(xù)加入鹽酸,控制pH<1.2,觀察到紅褐色沉淀逐漸溶解,有氣泡產(chǎn)生,待溶液顏色褪去(變淺),停止加鹽酸,待pH為3~4時,取出固體,固體中檢測到Fe單質(zhì)。3.(1)(2)(3)滴入KSCN后無明顯現(xiàn)象,滴入氯水后溶液變紅(4)氫氣Fe若存在,稀鹽酸與反應(yīng)產(chǎn)生的可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成,導(dǎo)致在iii中檢測不到,與沒有得到的iii中現(xiàn)象相同【分析】中的反應(yīng)為:,實驗的反應(yīng)涉及到,由于水解顯酸性,單質(zhì)鎂產(chǎn)生氫氣,由于氫離子不斷被消耗,導(dǎo)致水解平衡正向移動,產(chǎn)生紅褐色沉淀沉淀;同時鎂被氧化,;剩余的鎂可以繼續(xù)和發(fā)生置換反應(yīng),。據(jù)此分析作答。【詳解】(1)根據(jù)金屬活動順序,。(2)實驗中的反應(yīng)為:,答案為:。(3)實驗中生成了,加入和氯水的目的是檢驗的存在。被氯水氧化為,然后發(fā)生反應(yīng):。答案為:;滴入后無明顯現(xiàn)象,滴入氯水后溶液變紅。(4)①根據(jù)分析可知,產(chǎn)生的氣體是氫氣。答案為:氫氣。②鎂將還原為,離子方程式:。答案為:。③根據(jù)分析可知,黑色固體中一定含有的物質(zhì)是。與酸反應(yīng),,生成的與鐵單質(zhì)可以繼續(xù)反應(yīng),生成,這樣,在步驟中檢測不到。答案為:;若存在,稀鹽酸與反應(yīng)產(chǎn)生的可與繼續(xù)反應(yīng)生成,導(dǎo)致在中檢測不到,與沒有得到的中現(xiàn)象相同。4.(1)(2)加熱后試管中的空氣也能使肥皂液產(chǎn)生氣泡(3)一定有可能有Fe【分析】濕棉花加熱產(chǎn)生水蒸氣與熱的鐵粉反應(yīng),生成Fe3O4和氫氣,氫氣通入肥皂泡中產(chǎn)生氣泡,并用火柴點燃驗證生成的氫氣。【詳解】(1)鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是:;(2)檢驗氣密性后,加熱試管,肥皂液中有氣泡產(chǎn)生,該現(xiàn)象不能說明有H2生成。理由是:加熱后試管中的空氣也能使肥皂液產(chǎn)生氣泡;(3)Fe3O4與鹽酸反應(yīng)得到Fe3+和Fe2+,F(xiàn)e3+遇到KSCN溶液顯示紅色,取少量反應(yīng)后固體于試管中,加入過量鹽酸,加熱至固體完全溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液變紅,推測固體的成分一定有Fe3O4,可能有Fe;若未變紅色,可能是Fe3+與Fe反應(yīng)生成Fe2+,離子方程式為:。5.(1)過濾漏斗(2)溶液中存在,加溶液生成的紅褐色沉淀干擾沉淀時的特征現(xiàn)象(3)(4)c(5)(6)或(7)或,(8)溶液的酸堿性(或)、物質(zhì)的狀態(tài)【分析】為確定黑木耳中含有鐵元素,將黑木耳灼燒后的灰分用稀硫酸浸取,然后過濾,得到溶液A。取少量溶液A,加入溶液,得到藍(lán)色沉淀,則證明A中含有;加入KSCN溶液,A的溶液變紅,則含有。【詳解】(1)用稀硫酸浸取,獲得濁液,分離得到溶液A的操作是過濾;過濾用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒;(2)溶液A中存在,加溶液生成的紅褐色沉淀干擾沉淀時的特征現(xiàn)象,故檢驗濾液中的不適宜用溶液;(3)由實驗方案可知,步驟④中溶液變紅,溶液遇KSCN變紅,則步驟④檢驗所用試劑是KSCN溶液;(4)為測黑木耳中鐵元素的含量,向濾液A中加入足量B,物質(zhì)B具有還原性,將濾液A中的還原為,與酸性反應(yīng),根據(jù)的用量測定鐵元素的含量。a.Na與水反應(yīng)生成NaOH,能將、轉(zhuǎn)化為沉淀,影響鐵元素的測定結(jié)果,a不符合題意;b.Fe與濾液中的反應(yīng)生成,使鐵元素含量增大,從而使實驗測定結(jié)果偏高,b不符合題意;c.Cu與濾液中的反應(yīng)生成和,與不反應(yīng),不影響測定結(jié)果,c符合題意;答案選c。(5)步驟⑥中溶液在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,其還原產(chǎn)物是,被氧化為,離子方程式為:;(6)由方程式可知,,,則黑木耳中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù);(7)在空氣中久置會被氧化,生成紅褐色沉淀,其形成過程分為兩步:,,合并總反應(yīng)的離子方程式為:;(8)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知,當(dāng)pH從1.5升高到5.0時,3小時后溶液顏色變化分別是淺黃色、黃色、變黃速度更快并生成沉淀,氧化速率逐漸加快,說明溶液的酸堿性(或)影響溶液氧化快慢;實驗c中,溶液開始半小時有渾濁,說明已經(jīng)部分發(fā)生水解并生成,變黃的速度比快,3小時有紅褐色沉淀生成,說明在空氣中容易被氧化為,從而加快氧化,則溶液中物質(zhì)的狀態(tài)可以影響溶液氧化快慢。6.(1)氧化(2)3.7~4.7(或3.7≤pH<4.7)(3)有白色沉淀生成,白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色(4)Cu(5)ac【分析】廢液中含有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+,廢液中加入H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)pH將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,溶液B中含有Cu2+和H+,加入過量鐵粉,F(xiàn)e與Cu2+反應(yīng)生成Cu和Fe2+,與H+反應(yīng)生成Fe2+,溶液C中主要為Fe2+,固體C含有Cu和剩余的Fe,加入稀鹽酸,F(xiàn)e與HCl反應(yīng)生成溶液D為FeCl2溶液,過濾得到的固體為Cu。【詳解】(1)步驟Ⅰ中加入溶液的目的是將氧化為;(2)步驟Ⅱ中調(diào)節(jié)pH值讓鐵離子完全沉淀,Cu2+不沉淀,需要調(diào)節(jié)的pH范圍是:3.7~4.7;(3)Fe2+與NaOH溶液反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2迅速空氣中氧氣被氧化為Fe(OH)3,現(xiàn)象是:有白色沉淀生成,白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色;方程式為:;(4)①溶液A有Cu2+和Fe3+、溶液B中有Cu2+,固體C中有Fe和Cu,因此都含有Cu元素;②溶液C和溶液D都是FeCl2溶液,通入Cl2可以再轉(zhuǎn)化為FeCl3腐蝕液,該反應(yīng)的離子方程式為:;(5)過程i為:;過程ii為CuS+2Fe3+=Cu2++2Fe2++S;過程iii為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。①過程ⅰ中,生成CuS反應(yīng)的離子方程式為:;②a.過程ⅱ的反應(yīng)為CuS+2Fe3+=Cu2++2Fe2++S,氧化劑是,a正確;b.過程ⅲ的反應(yīng)為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,鐵和氧的化合價有變化,b錯誤;c.總反應(yīng)為2H2S+O2=2S↓+2H2O,利用該轉(zhuǎn)化可以回收S,c正確;答案選ac。7.(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(2)溶液局部變紅空氣(O2)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O0.5mol?L-1FeSO4溶液溶液變紅,產(chǎn)生白色沉淀(3)>實驗ⅱ中生成CuSCN沉淀,使Cu2+的氧化性增強(qiáng)【分析】實驗ⅰ中,將Cu粉(0.2g,物質(zhì)的量為=0.003125mol)加入Fe2(SO4)3溶液(2mL0.25mol/L,F(xiàn)e3+的物質(zhì)的量為0.001mol)中,Cu(過量)與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成Cu2+和Fe2+,反應(yīng)結(jié)束后,溶液變?yōu)樗{(lán)色,試管底部有Cu粉剩余,則表明Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+。實驗ⅱ中,取實驗ⅰ中的上層清液,向其中滴加1mol?L-1KSCN溶液,溶液局部變紅[表明生成Fe(SCN)3],同時產(chǎn)生白色沉淀(經(jīng)檢驗是CuSCN),表明Cu2+將Fe2+氧化為Fe3+。實驗ⅲ中,KSCN溶液滴入FeSO4溶液中,放置較長時間,溶液不變紅,表明空氣中的O2未將Fe2+氧化為Fe3+;實驗ⅳ中,往實驗ⅲ所得溶液中再加入CuSO4溶液,溶液變紅色,表明Cu2+將Fe2+氧化。【詳解】(1)由分析可知,實驗ⅰ中,Cu與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成Cu2+和Fe2+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。(2)檢驗Fe3+時,常使用KSCN溶液,實驗ⅱ中檢測到Fe3+,依據(jù)的實驗現(xiàn)象是:溶液局部變紅。①溶液中的Fe2+被氧化為Fe3+時,可能是空氣中氧氣的作用,也可能是加入溶液中Cu2+的作用。假設(shè)1:溶液中的Fe2+被空氣(O2)氧化為Fe3+,則在酸性溶液中,O2轉(zhuǎn)化為H2O,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和質(zhì)量守恒,可得出離子反應(yīng)方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。假設(shè)2:在實驗ⅱ的條件下,F(xiàn)e2+被Cu2+氧化。②2mL試劑+2滴1mol/LKSCN溶液,放置較長時間,溶液不變紅,則未生成Fe3+,所以假設(shè)1不成立,實驗ⅰ中生成Fe2+的濃度為0.5mol?L-1,則其中試劑a是0.5mol?L-1FeSO4溶液;假設(shè)2成立,表明在實驗ⅱ的條件下,F(xiàn)e2+被Cu2+氧化為Fe3+,Cu2+被還原為Cu+,則ⅳ的現(xiàn)象是:溶液變紅,產(chǎn)生白色沉淀。(3)實驗i中,F(xiàn)e3+為氧化劑,Cu2+為氧化產(chǎn)物,則可得出氧化性:Fe3+>Cu2+,而根據(jù)實驗ⅱ發(fā)生的反應(yīng)可知,F(xiàn)e3+和Cu2+的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,則表明受生成沉淀的影響,Cu2+和Fe3+的氧化能力發(fā)生了改變,運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律解釋原因:實驗ⅱ中生成CuSCN沉淀,使Cu2+的氧化性增強(qiáng)。【點睛】在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑的氧化性不僅受價態(tài)的影響,還與反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)有關(guān)。8.(1)(2)滴入2~3滴溶液,若有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,則氧化不完全,反之則氧化完全【分析】爐渣中加入過量氫氧化鈉溶液,SiO2、Al2O3溶于NaOH溶液,得到濾液①為Na2SiO3和Na[Al(OH)4]溶液和濾渣1,濾渣①中有SiO2和FeO,加入硫酸并通入氧氣可使FeO轉(zhuǎn)化為Fe3+,濾渣②是SiO2,濾液②中的Fe3+最終轉(zhuǎn)化為Fe2O3。【詳解】(1)反應(yīng)②中,O元素的化合價由0價降至-2價,O2為氧化劑,Cu2S中Cu元素的化合價由+1價降低至0價,硫元素的化合價由-2價升高到+4價,被氧化,Cu2S既作還原劑又作還原劑,還原劑是Cu2S;(2)①爐渣中加入過量氫氧化鈉溶液,SiO2、Al2O3溶于NaOH溶液,反應(yīng)的離子方程式是,;②濾渣1中加入硫酸并通入氧氣可使FeO轉(zhuǎn)化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式是,;為檢驗鐵元素是否被完全氧化,可檢驗濾液2中是否含有Fe2+,方法是:滴入2~3滴溶液,若有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,則氧化不完全,反之則氧化完全。9.(1)Fe3+(2)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓(3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(4)Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(5)高(6)偏小(7)d(8)(9)【分析】菠菜中鐵元素的存在形式是Fe2+、Fe3+,可以采用不同方法測定。一種方法是向其中加入足量NaOH,F(xiàn)e3+反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀;Fe2+與足量NaOH反應(yīng)先產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀,F(xiàn)e(OH)2會被氧化生成Fe(OH)3沉淀,然后灼燒Fe(OH)3沉淀分解產(chǎn)生Fe2O3,根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2O3計算;第二種方法是采用比色方法,先用H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,然后向反應(yīng)后的溶液中滴入KSCN溶液,反應(yīng)產(chǎn)生Fe(SCN)3,使溶液顯紅色,測其透光率,再根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;第三種方法是向溶液中加入足量Cu,使Fe3+反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe2+,再用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,根據(jù)反應(yīng)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,結(jié)合電子守恒計算Fe2+的物質(zhì)的量,進(jìn)而可得Fe元素的含量。【詳解】(1)根據(jù)分析,溶液A中鐵元素的存在形式是Fe2+、Fe3+;(2)溶液A中含有的Fe3+與OH-反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)3紅褐色沉淀,離子方程式為:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;溶液中含有的Fe2+先與OH-反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2白色沉淀,發(fā)生反應(yīng):Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓;Fe(OH)2不穩(wěn)定,會被O2氧化為紅褐色Fe(OH)3沉淀,反應(yīng)的方程式為:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓;(3)Fe2+具有還原性,在酸性條件下會被H2O2氧化為Fe3+,H2O2被還原為水,該反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;(4)向含有Fe3+的溶液中滴入KSCN溶液,發(fā)生離子反應(yīng):Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,產(chǎn)生Fe(SCN)3使溶液變?yōu)檠t色;(5)溶液顏色越深,光的透過能力越差,即透光率越小,含鐵量越高;(6)由于Fe2+不能與KSCN溶液反應(yīng)使溶液變?yōu)檠t色,因此若不加H2O2,溶液中的Fe2+就不能轉(zhuǎn)化為Fe3+,也就不能再進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng):Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,因此會導(dǎo)致測出菠菜中鐵元素的含量偏小;(7)Fe2+具有還原性,會被酸性KMnO4溶液氧化為Fe3+,而Fe3+不能被酸性KMnO4溶液氧化,因此要測定菠菜中Fe元素的含量,應(yīng)該先將溶液中Fe3+還原為Fe2+,同時不能引入Fe元素,也不能降低溶液中Fe的含量。Na、Mg具有強(qiáng)的還原性,與水反應(yīng)產(chǎn)生堿,電離產(chǎn)生OH-,導(dǎo)致溶液中Fe元素含量減少,因此會影響Fe元素的測定;Fe與Fe3+會發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+=3Fe2+,導(dǎo)致Fe含量增大;而Cu與Fe3+會發(fā)生反應(yīng):Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,又不影響Fe元素的含量,故合理選項是d;(8)酸性KMnO4溶液與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生Fe3+、Mn2+、H2O,該反應(yīng)的離子方程式為:;(9)反應(yīng)消耗KMnO4的物質(zhì)的量是n(KMnO4)=bmol/L×c×10-3L=bc×10-3mol,則10mL溶液中含有Fe的物質(zhì)的量是n(Fe)=5n(KMnO4)=5bc×10-3mol,故mg菠菜樣品中Fe元素的含量為=。10.(1)?(2)實驗ii中溶液長時間放置,溶液中的依然很小或?qū)嶒瀒i的溶液放置后,滴加KSCN溶液,只變?yōu)闃O淺的粉紅色(3)(4)將飽和氯水的pH調(diào)節(jié)約為3,加入鐵絲,靜置,再滴加KSCN溶液,觀察到溶液呈現(xiàn)紅色【詳解】(1)加熱條件下,鐵能與氯氣發(fā)生反應(yīng)生成,根據(jù)反應(yīng)物和生成物及反應(yīng)條件書寫方程式為,氯氣溶于水制得氯水,和反應(yīng)生成HCl、HClO,反應(yīng)方程式為:?;(2)實驗ii中反應(yīng)后的溶液放置后,滴加KSCN溶液,只變?yōu)闃O淺的粉紅色,說明后溶液中很小,被氧化的程度很小,則上述實驗證明不是起主要作用的氧化劑的證據(jù)是實驗ii中溶液長時間放置,溶液中的依然很小或?qū)嶒瀒i的溶液放置后,滴加KSCN溶液,只變?yōu)闃O淺的粉紅色;(3)①飽和氯水中,HClO最終電離出,則①取的NaClO溶液物質(zhì)的量濃度應(yīng)該和飽和氯水中相等,為;②鹽酸抑制和反應(yīng),所以應(yīng)該向①的溶液中加入硫酸調(diào)節(jié)溶液;(4)實驗ii中過量鐵絲和稀鹽酸反應(yīng)后的溶液pH約等于3,且Fe絲有剩余,繼續(xù)進(jìn)行實驗,證明若沒有假設(shè)1的過程,假設(shè)2也成立,應(yīng)該將氯水溶液的pH調(diào)為3,排除HCl和Fe絲反應(yīng),同時檢驗氯水和Fe絲混合后的溶液中含有即可,其實驗方案和現(xiàn)象為將飽和氯水的pH調(diào)節(jié)約為3,加入鐵絲,靜置,再滴加KSCN溶液,觀察到溶液呈現(xiàn)紅色。11.(1)(2)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀(3)溶液(4)實驗I中,隨著溶液pH增大,部分轉(zhuǎn)化為沉淀,導(dǎo)致形成的濃度過小,不足以繼續(xù)與Mg反應(yīng)置換出Fe(5)溶液pH,溶液濃度(6)ab【分析】實驗I:溶液呈酸性,pH=2,加入過量的鎂條,鎂與氫離子反應(yīng)生成H2,溶液pH增大,產(chǎn)生紅褐色沉淀,同時也可將還原為;實驗II:溶液呈酸性,pH=1,加入過量的鎂條,鎂與氫離子反應(yīng)生成H2,溶液pH增大,同時也可將還原為,過量鎂條繼續(xù)和反應(yīng)生成鐵單質(zhì),在表面上產(chǎn)生黑色固體。【詳解】(1)由分析知,實驗I、II產(chǎn)生的氣體為,故答案為:;(2)分別取實驗I、II所得溶液,滴加溶液,遇產(chǎn)生藍(lán)色沉淀;由分析可知單質(zhì)鎂將還原為,其離子方程式為,故答案為:產(chǎn)生藍(lán)色沉淀;;(3)乙同學(xué)認(rèn)為濃度太低導(dǎo)致沒有產(chǎn)生Fe,可將打磨光亮的鎂條(過量)放入溶液,觀察是否產(chǎn)生黑色固體Fe,故答案為:溶液;(4)對比實驗I和IV,溶液濃度未變,pH變化,實驗IV中pH較小,酸性較強(qiáng),未生成沉淀,從而可保證生成的濃度足夠大,能與Mg反應(yīng)置換出Fe,故答案為:實驗I中,隨著溶液pH增大,部分轉(zhuǎn)化為沉淀,導(dǎo)致形成的濃度過小,不足以繼續(xù)與Mg反應(yīng)置換出Fe;(5)對比以上實驗可知,影響Mg與溶液反應(yīng)的因素有溶液pH,溶液濃度,故答案為:溶液pH,溶液濃度;(6)a.實驗II所得溶液中含有氯離子,酸性溶液也可氧化氯離子,紫紅色褪去,不能說明有,故a推測不合理;b.活潑性,所以不能將置換出來,即過量的與溶液反應(yīng)不能生成,故b推測不合理;c.由實驗IV可推知,過量的與溶液(加鹽酸調(diào))反應(yīng)能生成,故c推測合理;故選ab。12.(1)Zn、Mg(2)實驗ⅱ中pH為3~4的上層清液(或pH為3~4的稀鹽酸)(3)紅褐色沉淀逐漸溶解,有氣泡產(chǎn)生(4)Zn的活潑性比Mg弱,Zn與FeCl3溶液反應(yīng)緩慢易被Fe(OH)3沉淀包裹,阻止了置換反應(yīng)的發(fā)生【分析】實驗ⅰ中,加入過量的Cu,Cu與Fe3+發(fā)生反應(yīng):,一段時間后,溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色;實驗ⅱ中,加入過量的Zn,發(fā)生反應(yīng):,有氣泡產(chǎn)生,pH逐漸增大,使得Fe3+轉(zhuǎn)化為大量的紅褐色氫氧化鐵沉淀,無氣泡冒出,固體中未檢測到Fe單質(zhì),原因可能是鐵離子的干擾以及氫氧化鐵沉淀對鋅粉的包裹;實驗ⅲ中,加入過量Mg,發(fā)生反應(yīng):,由于Mg很活潑,該反應(yīng)非常劇烈,pH逐漸增大,產(chǎn)生了大量紅褐色沉淀后,持續(xù)產(chǎn)生大量氣泡,當(dāng)溶液pH為3~4時,取出固體,固體中檢測到Fe單質(zhì),對比實驗ⅱ和ⅲ,加入鎂粉后產(chǎn)生大量氣泡,使鎂粉不容易被氫氧化鐵沉淀包裹,實驗ⅲ的固體中檢測到Fe單質(zhì),據(jù)
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