第三章第一节 铁及其化合物 同步练习(含解析)2022——2023高中化学人教版(2019)必修1

第三章第一节铁及其化合物同步练习
2022——2023学年人教版(2019)高一化学必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列各组物质反应后,滴入KSCN溶液,显红色的是
①Fe+稀HCl;②FeCl2溶液+Cl2;③Fe+CuSO4溶液;④Fe2O3+稀H2SO4
A.①② B.②④ C.①④ D.③④
2.苹果汁是人们喜爱的饮料,由于此饮料中含有Fe2+,在空气中易转变为Fe3+。若榨汁时加入维生素C,可有效防止这种现象的发生。这说明维生素C具有
A.还原性 B.氧化性 C.碱性 D.酸性
3.探究是培养创新精神和实践能力的手段。用如下装置探究氯气的性质,图中三支试管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列对实验现象的分析正确的是
A.①中淀粉KI试纸变蓝
B.②中产生白色沉淀,说明氯气与水反应生成Cl-
C.一段时间后向③中加入KSCN溶液,溶液未变色
D.④溶液先变红后褪色,说明氯气具有酸性和漂白性
4.下列铁的化合物中,不能通过化合反应得到的是
A.Fe(OH)2 B.FeCl3 C.Fe(OH)3 D.Fe3O4
5.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素,可表示为“价-类”二维图。铁元素的“价一类”二维图如图所示,下列说法正确的是
A.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应为置换反应
B.Fe3O4中铁的化合价显+2价,显+3价
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,过程中维生素C作还原剂
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中,由白色迅速变为棕黄色
6.下列物质在给定条件下的转化均能一步实现的是
A.Fe3O4 FeFeCl3
B.H2O2 H2H2O
C.CaCl2溶液CaCO3CO2
D.CuSO4溶液CuCuO
7.某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是
A.连接好装置后,需检查装置的气密性
B.小烧杯中水的作用是液封,防止空气进入试管
C.铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3+还原为Fe2+
D.实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰
8.下列除杂的操作不正确的是
A.溶液中混有少量:加入足量镁充分反应后过滤
B.溶液中混有少量:加入过量铁粉充分反应后过滤
C.溶液中混有少量:加入NaOH溶液充分反应后过滤
D.溶液中混有少量:加入过量铁粉充分反应后过滤
9.已知氧化性:。向的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在。下列判断中正确的是
A.剩余固体中可能没有铜 B.反应后的溶液中可能含有
C.反应后的溶液中一定含有 D.反应后的溶液中一定含有
10.铁元素是人体重要的微量元素,参与人体血红蛋白的形成,人体内的铁大部分是+2价的铁,易被人体吸收,下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A.维生素C具有氧化性,可将难吸收的转化为,促进人体对铁元素的吸收
B.向溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色
C.向溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀
D.溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝
11.FeCO3与砂糖混合使用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如下图所示,下列说法不正确的是
A.产品 FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
B.已知沉淀过程中有CO2气体放出,则生成沉淀的离子方程式为
C.过滤操作中常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
12.在的混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法正确的是
A.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是,一定不含
B.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是,可能含
C.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是和,一定不含
D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是,一定不含,可能含有
13.某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣,查阅资料后制成以下卡片:
在空气中把铁灼烧到500℃生成Fe3O4;温度再升高可生成Fe2O3;再更高的温度(约1400℃)下加热Fe2O3时,又可得到Fe3O4。 即:FeFe3O4Fe2O3
下列说法正确的是A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.反应②的温度比反应③的温度高
C.FeO的稳定性强于Fe2O3
D.四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂,其组成可表示为FeO Fe2O3
14.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列实验。
从分类角度分析,下列说法正确的是
A.实验①③反应制得的物质均为纯净物 B.实验②③均发生氧化还原反应
C.实验①中发生的反应是化合反应 D.实验①②所涉及的物质均为电解质或非电解质
15.下图为铁元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现上述转化①
B.是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热生成红棕色粉末
C.由图可预测:高铁酸盐(含)具有强氧化性,可用于消毒。被还原为,最终可生成胶体,从而吸附水中的悬浮物,故高铁酸盐可用作净水剂
D.加热发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
二、实验题
16.某实验小组在实验室做关于铁及其化合物的性质验证实验。
(1)实验一:将铁丝在氧气燃烧。
写出反应方程式_______。
(2)实验二:铁与水蒸气反应
实验现象为_______;方程式为_______
(3)实验三:氢氧化亚铁制备
将NaOH溶液滴入FeCl2溶液,写出离子方程式_______,在实验过程中发现生成的白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色,原因是_______(用化学用语表示)
(4)实验四:Fe2+与Fe3+转化
给FeCl3溶液加入铁屑,溶液颜色变淡,写出反应过程的离子方程式_______,将FeCl2溶液酸化后振荡,一段时间溶液变为黄色,写出反应过程的离子方程式_______。
(5)磁性氧化铁的制备:(Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O)
取一定量的FeCl3溶液分为a、b两份,在a中加入足量铁粉,过滤。将滤液与b溶液混合,调整pH为12,微热即可得磁性氧化铁。在制备中溶液体积比a︰b=_______。
17.某小组在探究Fe2+性质的实验中观察到异常现象。
实验Ⅰ 现象
溶液变红,片刻红色褪去,有气体生成(经检验为O2)
资料:ⅰ.(红色),Fe(SCN)3中S元素的化合价为-2价;
ⅱ.BaSO4是不溶于盐酸的白色沉淀。
(1)实验Ⅰ体现了Fe2+的_______性,补全H2O2与FeCl2酸性溶液反应的离子方程式:。________
(2)探究“红色褪去”的原因,进行实验Ⅱ:
将褪色后的溶液分三份分别进行实验。
实验Ⅱ得出的结论是:红色褪去的原因是_______。
(3)为进一步探究“红色褪去”的原因,进行了实验Ⅲ.
实验Ⅲ 现象
溶液变红,一段时间后不褪色
取上述反应后的溶液,滴加盐酸和溶液 无白色沉淀产生
分析上述三个实验,下列叙述正确的是_______(填字母)。A.实验Ⅲ中发生了氧化还原反应:
B.通过实验Ⅲ推出实验Ⅰ中氧化FeCl2的只有O2
C.O2在该实验条件下不能使红色溶液褪色
D.实验Ⅰ中红色褪去与H2O2的氧化性有关
18.碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。实验室可由硫酸亚铁与碳酸氢铵反应制取(),部分实验装置如下图所示(部分夹持仪器略去)。回答下列问题:
(1)配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气,操作方法是___________。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为___________。
(3)实验开始时,先打开和一段时间,目的是___________。将生成的溶液与溶液混合的操作是___________。
(4)装置B三颈烧瓶中的需过量的原因是___________(写1点)。
三、工业流程题
19.电子工业中,人们常用溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。用耐腐油墨把预先设计好的电路印刷在覆铜板上,然后把覆铜板放到溶液中,未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后就得到了电路板。
(1)为什么用上述方法可以制造印刷电路板________?
(2)为了从腐蚀废液中回收铜,并重新获得溶液,可以采用下列步骤:
A.请写出上述过程中加入或生成的有关物质的化学式:
①_______,②_______,③_______,④_______,⑤_______,⑥_______
B.请写出相关反应的化学方程式_________。
20.电子工业常用FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某研究小组同学为了从腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,设计了如图流程:
请回答:
(1)FeCl3溶液与铜箔反应,生成FeCl2和CuCl2,反应的离子方程式是___________,若反应过程中有2mol电子发生转移,会有___________g铜溶解。
(2)①~③所涉及的实验操作方法中,属于过滤的是___________(填序号)。①中发生反应的离子方程式是___________。
(3)气体C的化学式是___________,检验FeCl3溶液中金属阳离子的操作和现象是___________。
(4)①中反应消耗铁粉11.2g,废液中Fe3+的物质的量浓度是___________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.B
【详解】①Fe和稀HCl反应生成FeCl2,滴入KSCN溶液不显红色;
②FeCl2溶液和Cl2反应生成FeCl3,滴入KSCN溶液显红色;
③Fe和CuSO4溶液反应生成FeSO4和Cu,滴入KSCN溶液不显红色;
④Fe2O3和稀H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和水,滴入KSCN溶液显红色;
选B。
2.A
【详解】根据题干信息“此饮料中含有Fe2+,在空气中易转变为Fe3+。若榨汁时加入维生素C,可有效防止这种现象的发生”,则说维生素C可防止Fe2+被氧化为Fe3+,从而证明维生素C具有还原性,A项符合题意。
故选A。
3.A
【分析】本题是一道验证氯气性质的实验题,由装置①制备氯气,并通过碘化钾证明氯气的氧化性,通过装置②中的硝酸银证明氯离子的存在,但要注意氯化氢的挥发,通过装置③证明氯气的将二价铁氧化为三价铁,通过装置④证明氯水的性质,以此解题。
【详解】A.氯气的氧化性强于碘,向淀粉碘化钾溶液中加入氯水,溶液变为蓝色,A项正确;
B.②中产生白色沉淀,有可能是挥发的氯化氢气体中的氯离子与银离子生成氯化银沉淀,B项错误;
C.氯气和氯化亚铁溶液反应生成氯化铁,加入KSCN溶液,溶液红色,C项错误;
D.氯气通入紫色石蕊试液先变红后褪色,是由于氯气和水反应生成强酸盐酸和漂白作用的次氯酸,氯气不具有酸性和漂白性,D项错误;
故选A。
4.A
【详解】A.Fe(OH)2只能通过复分解反应制得,不能通过化合反应得到,A符合题意;
B.铁在氯气中点燃可得氯化铁,3Cl2+2Fe 2FeCl3,是化合反应,B不符合题意;
C.氢氧化亚铁可被氧化为氢氧化铁,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,是化合反应,C不符合题意;
D.铁在氧气中点燃可得四氧化三铁,3Fe+2O2Fe3O4,是化合反应,D不符合题意;
故答案选A。
5.C
【详解】A.一氧化碳还原氧化铁时,反应物中没有单质参加反应,不属于置换反应,故A错误;
B.四氧化三铁中铁的化合价有+2、+3价,由化合物化合价代数和为0可知,四氧化三铁中铁元素的化合价显+3价,显+2价,故B错误;
C.维生素C将铁离子转化为亚铁离子时,铁元素的化合价降低被还原,维生素为反应的还原剂,表现还原性,故C正确;
D.氢氧化亚铁浊液露置于空气中,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,故D错误;
故选C。
6.D
【详解】A.铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不能生成氯化铁,故A错误;
B.过氧化氢受热分解生成氧气和水,不能生成氢气,故B错误;
C.碳酸的酸性弱于盐酸,二氧化碳不能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙,故C错误;
D.硫酸铜溶液与铁发生置换反应生成铜,铜与氧气共热反应生成氧化铜,物质的转化均能一步实现,故D正确;
故选D。
7.C
【分析】根据装置图可知:连接好装置后,先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与稀硫酸反应生成氢气,用氢气作保护气,反应一段时间后检验导管口排出气体的纯度,氢气纯时,说明空气排尽,导管口用水液封,再滴加氢氧化钠溶液与生成的硫酸亚铁溶液反应,在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被氧化,据此答题。
【详解】A.有气体生成的实验,连接好装置后,首先要检查装置的气密性,A正确;
B.反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时,说明空气排尽,导管口用水液封,防止空气进入试管,B正确;
C.铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液,C错误;
D.Fe(OH)2遇到氧气会被氧气氧化成Fe(OH)3,所以在制取氢氧化亚铁时,要做到排除O2干扰,D正确;
故答案选:C。
8.C
【详解】A.镁与FeCl3反应生成FeCl2,过量镁可与氯化亚铁发生置换反应置换出Fe,可除去杂质,所以A选项是正确的;
B.铁与FeCl3反应生成FeCl2,可除去杂质,所以B选项是正确的;
C.加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求,故C错误;
D.铁与反应生成FeCl2,可除去杂质,所以D选项是正确的。
故答案选C。
9.D
【详解】A.氧化性:,还原性:,加入铁粉后,先与反应,该过程中没有固体生成,反应完后,再与反应生成和,故若充分反应后仍有固体存在,则该固体中一定含有铜,A错误;
B.能和铁、铜反应,则反应后的溶液中不可能含有,B错误;
C.若反应后的固体中有铁粉剩余,则反应后的溶液中不含,C错误;
D.反应后的固体中必有铜,反应后的溶液中一定不含,一定含有,D正确。
故选D。
10.D
【详解】A.维生素C有还原性,能把还原成易被人体吸收的,A项错误;
B.与不反应,向溶液中加入溶液,无明显现象,B项错误;
C.向溶液中加入溶液,生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,C项错误;
D.和发生反应生成和,遇淀粉变蓝,D项正确。
故选D。
11.A
【分析】FeSO4与NH4HCO3混合,发生反应产生FeCO3沉淀、CO2、H2O和(NH4)2SO4,将FeCO3沉淀过滤、洗涤、干燥得到FeCO3沉淀。
【详解】A.FeCO3在空气中高温分解,生成的氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生Fe3O4,因此不能得到纯净FeO,A错误;
B.根据工艺流程,结合沉淀过程中生成二氧化碳可知,反应的离子方程式为Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O,B正确;
C.过滤时所用玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;
D.KSCN溶液遇Fe3+使溶液显红色,因此常用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质,D正确;
故合理选项是A。
12.B
【分析】在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,则铁能与氯化铁和氯化铜溶液反应,反应先后顺序是:2FeCl3+Fe=3FeCl2,CuCl2+Fe=FeCl2+Cu。
【详解】A.由分析可知,若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,Cu2+不一定完全反应,也可能含Cu2+,A错误;
B.由分析可知,若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,Cu2+不一定完全反应,也可能含Cu2+,B正确;
C.由分析可知,若滤出的固体只有铜,根据分析中物质反应先后顺序,溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Fe3+,Cu2+不一定完全反应,也可能含Cu2+,C错误;
D.由分析可知,若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,铁有剩余,则一定不含Cu2+和Fe3+,D错误;
故选B。
13.D
【详解】A.为红棕色固体,A错误;
B.根据信息可知,在时与氧气反应生成,继续升高温度生成,而在时转化为,则反应②的温度比反应③的温度低,B错误;
C.不稳定,在空气里受热能迅速被氧化为,其稳定性弱于,C错误;
D.中为价和价,化学式可写为,D正确;
答案选D。
14.C
【详解】A.实验①中铁在氯气中燃烧生成氯化铁,实验③中氯化铁饱和溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体为混合物,A错误;
B.实验②中氯化铁溶于水得到氯化铁溶液,为物理变化,实验③中氯化铁水解生成氢氧化铁和HCl,无元素化合价变化,为非氧化还原反应,B错误;
C.实验①中发生反应:,两种物质反应生成一种物质,为化合反应,C正确;
D.实验①中的铁和氯气是单质,二者既不是电解质也不是非电解质,D错误;
答案选C。
15.C
【详解】A.铁与水蒸气在高温下反应生成,而不是,故A错误;
B.是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速反应生成黑色晶体,故B错误;
C.中的元素为价,易得到电子,具有强氧化性,可用于消毒,由题图可知可被还原为,最终可生成胶体,从而吸附水中的悬浮物,故高铁酸盐可用作净水剂,故C正确;
D.受热分解生成,而不溶于水,加水不能转化为,故D错误;
故答案为:C。
16.(1)3Fe+2O2Fe3O4
(2) 产生肥皂泡 3Fe+4H2OFe3O4+4H2
(3) Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
(4) Fe+2Fe3+=3Fe2+ 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(5)1︰3
【详解】(1)将铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为:3Fe+2O2Fe3O4;
(2)铁和水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气,实验现象为产生肥皂泡,反应的化学方程式为:3Fe+4H2OFe3O4+4H2;
(3)将NaOH溶液滴入FeCl2溶液,反应的离子方程式为:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,在实验过程中发现生成的白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色,原因是氢氧化亚铁被空气中氧气氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3;
(4)给FeCl3溶液加入铁屑,溶液颜色变淡,是铁还原铁离子生成亚铁离子,反应过程的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2+,将FeCl2溶液酸化后振荡,一段时间溶液变为黄色,是空气中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+,反应过程的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
(5)取一定量的FeCl3溶液分为a、b两份,在a中加入足量铁粉,过滤,反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,生成1mol亚铁离子反应需要铁离子物质的量=mol,将滤液与b溶液混合,调整pH为12,微热即可得磁性氧化铁,反应为:Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O,则n(Fe2+)︰n(Fe3+)=1︰2,在制备中溶液体积比等于其物质的量之比,得到体积比a︰b=︰2=1︰3。
17.(1) 还原 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)SCN- [或Fe(SCN)3]被氧化为
(3)ACD
【分析】实验I中氯化亚铁酸化的溶液中滴入KSCN溶液,滴入H2O2发生氧化还原反应,生成Fe3+,形成血红色溶液,片刻红色褪去,猜想铁离子作催化剂,过氧化氢分解有气体生成(经检验为O2),取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液。产生白色沉淀为BaSO4沉淀,证明SCN-离子被氧化为。由实验I中KSCN溶液变红说明有Fe3+生成分析,利用化合价升降法配平;据褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀为硫酸钡沉淀,证明有硫酸根离子分析;氯化亚铁酸化的溶液中滴入KSCN溶液,滴入过氧化氢发生氧化还原反应,通入足量氧气,溶液变红且不褪色,说明氧气氧化亚铁离子生成铁离子,滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀,无硫酸钡沉淀生成,排除了生成的氧气氧化SCN-的可能,对比分析判断。
【详解】(1)实验Ⅰ向氯化亚铁和硫氰化钾的混合溶液中加入双氧水,溶液变为红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,实验过程中体现了Fe2+的还原性;
在酸性条件下,Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,H2O2被还原为H2O,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(2)通过实验Ⅱ中三份溶液的现象,说明溶液中Fe3+没有变化,没有SCN-,而有硫酸根离子生成,因此实验Ⅱ得出结论是:实验Ⅰ中加入的H2O2将SCN-氧化为;
(3)A.另取同浓度的FeCl2溶液滴加2滴KSCN溶液,再通入O2,溶液变红,说明O2能将Fe2+氧化成Fe3+,取上述反应后的溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀产生,说明氧气不能氧化SCN-为,则是H2O2将SCN-氧化成。O2将Fe2+氧化成Fe3+的反应的离子方程式为,A正确;
B.通过实验Ⅲ可推出H2O2的氧化性强于氧气,则实验Ⅰ中氧化FeCl2的还有H2O2,B错误;
C.滴加盐酸和BaCl2溶液,无白色沉淀产生,说明氧气不能氧化SCN-,在该实验条件下不能使红色溶液褪色,C正确;
D.实验Ⅰ中红色褪去是由于H2O2将SCN-氧化成,因此与H2O2的氧化性有关,D正确;
故合理选项是ACD。
18.(1)将蒸馏水煮沸后密封冷却
(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(3) 使铁与稀硫酸反应制备硫酸亚铁 关闭K1、K3打开K2
(4)除去硫酸亚铁溶液中残余的硫酸(或使亚铁离子充分转化为碳酸亚铁或碳酸氢铵受热分解损失)
【分析】打开活塞K1、K3,A中稀硫酸和铁粉发生反应生成硫酸亚铁和氢气,关闭K1、K3,打开K2,通过气体压强使硫酸亚铁溶液进入B装置,B装置中发生反应。
【详解】(1)氧气在蒸馏水中的溶解度随温度的升高而降低,所以配制溶液所用的蒸馏水必须先除去水中溶解的氧气,具体方法是将蒸馏水煮沸后密封冷却。
(2)装置A中是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,其离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑。
(3)实验开始时,先打开活塞K1、K3一段时间的目的是:使铁与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,并产生气体,方便利用压强使产生的硫酸亚铁溶液进入装置B中。将生成的溶液与溶液混合的操作是:关闭K1、K3,打开K2,利用气体压强使A中的硫酸亚铁溶液进入B装置中。
(4)从装置A中过来的溶液中有硫酸,过量的碳酸氢铵能和稀硫酸反应从而除去氢离子,使亚铁离子充分转化为碳酸亚铁,且碳酸氢铵受热易分解,过量可防止其损失。
19.(1)利用反应,将未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后得到电路板
(2) Fe Fe、Cu HCl 、、、
【分析】根据题意,制造印刷电路板的过程中发生反应,所以腐蚀液中含有、、等金属离子,如图流程中,加入过量Fe粉,将、还原成和Cu,滤渣③中主要含Cu和过量的Fe,加入过量盐酸,得到溶液;滤液②为溶液,合并②和⑤后通入氯气,得到溶液;
【详解】(1)由题意,利用反应,将未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后得到电路板,故填利用反应,将未被油墨覆盖的铜被腐蚀掉,再将油墨清洗后得到电路板;
(2)A.根据流程可知,①为Fe;②为;③为Fe和Cu;④为HCl;⑤为;⑥为,故填Fe;;Fe、Cu;HCl;;;
B.废液中含有、Cu2+加入过量Fe时的反应方程式为、;向含有Fe和Cu的滤渣中加盐酸的反应为;向含有的溶液中通入氯气:,故填、、、。
20.(1) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 64
(2) ①② 2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+
(3) Cl2 取少量溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若出现红色,证明有Fe3+
(4)0.4mol/L
【分析】Cu和FeCl3发生反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+2CuCl2,所以废液中含有Cu2+、Fe2+,可能含有Fe3+,向废液中加入过量Fe粉,发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu,然后过滤,固体A中含有Fe、Cu,溶液A中含有FeCl2,向固体A中加入过量稀盐酸,发生反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,然后过滤,得到的6.4g固体B是Cu,溶液B中含有HCl、FeCl2,将滤液②⑤混合,然后通入Cl2,发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3,所以得到氯化铁溶液,以此解题。
(1)
FeCl3溶液与铜箔反应,生成FeCl2和CuCl2,反应的离子方程式:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,该反应中电子转移2mol,反应铜1mol,质量为64g;
(2)
过滤后得到滤液和固体,由流程图可知,①~③所涉及的实验操作方法中,属于过滤的是①②;①中加入铁粉和废液中的三价铁离子和铜离子反应生成二价铁,发生反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+;
(3)
由分析可知气体C为氯气,氯气的化学式是:Cl2;三价铁遇到硫氰化钾显红色,故检验FeCl3溶液中金属阳离子的操作和现象是:取少量溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若出现红色,证明有Fe3+;
(4)
①中反应消耗铁粉11.2g,物质的量==0.2mol,2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+,其中铜离子物质的量==0.1mol,消耗铁0.1mol,则和铁离子反应的铁0.1mol,消耗铁离子物质的量0.2mol,废液中Fe3+的物质的量浓度==0.4mol/L。
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