北京市各地区2022-2023高一上学期期末化学试题知识点分类汇编-10铁及其化合物(含解析)


北京市各地区2022-2023学年高一上学期期末化学试题知识点分类汇编-10铁及其化合物
一、填空题
1.(2023秋·北京怀柔·高一统考期末)某工厂的废水中含有大量的、较多的和少量的。为了减少污染并变废为宝,某实验小组设计了如下流程制备绿矾()并回收金属铜。已知加入试剂②时,固体H部分溶解同时有气体生成。
(1)操作I和II的名称为
(2)加入试剂①的作用是为了除去,写出加入试剂①的离子方程式
(3)固体H的成分
(4)试剂②为 (填标号)
A.稀硫酸 B.稀盐酸 C.硫酸亚铁溶液
2.(2023秋·北京通州·高一统考期末)电路板广泛用于计算机、手机等电子产品中。某兴趣小组拟制作带有“化学”标志的电路板并对废液进行回收利用。
Ⅰ、制作电路板
小组同学取一小块覆铜板,用油性笔在铜板上写出“化学”标志,然后浸入溶液中,一段时间后,取出覆铜板并用水洗净,获得带有图案的印刷电路板和废液(如下图所示)。
(1)在覆铜板上制作出“化学”图案过程中发生反应的离子方程式为 。
(2)取少量废液于试管中, (填操作和现象),则废液中含有。
Ⅱ、回收废液
(3)一种从腐蚀废液回收金属铜并获得氯化铁晶体的工艺流程如下。请根据流程,回答下列问题。(提示:为充分除去杂质,所加试剂均为过量)
ⅰ、腐蚀废液中加入药品①后,发生反应的离子方程式为 。
ⅱ、④所代表的物质是 (用化学式表示)。
ⅲ、操作方法a、b、c中是过滤的是 (填序号)。
ⅳ、若取溶液⑤加入试管中,然后滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀, (补全实验现象),此过程涉及氧化还原反应的化学方程式是 。
ⅴ、试剂⑥是时,发生反应的化学方程式是 。
二、实验题
3.(2023秋·北京延庆·高一统考期末)某小组同学为了获取在制备过程中,沉淀颜色的改变与氧气有关的证据,用下图所示装置进行了实验(夹持装置已略去,气密性已检验)。
实验步骤:
Ⅰ.向三颈瓶中加入饱和溶液,按如图1所示装置连接;
Ⅱ.打开磁力搅拌器,立即加入10%溶液;
Ⅲ.采集瓶内空气中含量和溶液中含量()的数据。
实验现象:生成白色絮状沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后部分变为红褐色。
实验数据:
问题与解释:
(1)三颈瓶中溶液的颜色为 ,盛放溶液的仪器名称为 。
(2)生成白色沉淀的离子方程式是 。
(3)沉淀颜色发生变化最后变成红褐色的化学方程式是 。
(4)通过上述实验,可得到“在制备过程中,沉淀颜色改变与氧气有关”的结论,其实验证据是 。
4.(2023秋·北京·高一汇文中学校考期末)某小组在探究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)。
资料:(红色),中S元素的化合价为价
(1)实验Ⅰ体现了的 性,请写出与酸性溶液反应的离子方程式: 。
(2)探究“红色褪去”的原因。
聪聪、明明两位同学首先对此现象产生的原因进行了猜想:
猜想
聪聪 价又被还原成价铁
明明 被氧化了
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。
实验Ⅲ中发生氧化还原反应的方程式为 。
(4)分析上述三个实验,下列叙述正确的是 (填字母)。
A.在该实验条件下不能使红色溶液褪色
B.实验Ⅰ中红色褪去与的氧化性有关
C.通过实验Ⅲ推出实验Ⅰ中氧化的只有
5.(2023秋·北京西城·高一北京师大附中校考期末)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量硫酸铁、硫酸亚铁固体,均配制成100mL0.1mol/L的溶液。在配制FeSO4溶液时需加入少量铁屑,其目的是 。
(2)甲组同学取2mLFeSO4溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeSO4溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeSO4溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学研究pH对FeSO4稳定性的影响,得到如图所示结果,增强Fe2+稳定性的措施为 。(写出一条即可)
(5)丁组同学为了探究Fe2(SO4)3与Cu的反应,做了如图所示实验:
①Fe3+与Cu反应的离子方程式为 。
②为了探究白色沉淀产生的原因,同学们查阅资料得知:
i.CuSCN是难溶于水的白色固体;
ii.SCN的化学性质与I-相似;
ii.2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。
填写实验方案:
实验方案 现象
步骤1:取4mL0.2mol/L的FeSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。 无明显现象
步骤2:取4mL mol/L的CuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。 产生白色沉淀
Cu2+与SCN-反应的离子方程式为 。
6.(2023秋·北京东城·高一北京市第一六六中学校考期末)化学小组同学学习了Fe3+与Fe反应后,猜想Cu2+也能与Cu发生反应。为了验证猜想,进行实验。
(1)Fe2(SO4)3溶液与Fe反应的离子方程式为 。
(2)[实验探究]
实验Ⅰ
[实验假设]
甲同学分析了实验Ⅰ无明显现象的原因,做出如下假设:
假设a:由于反应温度较低,导致Cu2+氧化性较弱。
假设b:由于 ,导致Cu2+氧化性较弱。(补全假设b)
针对上述假设,甲同学继续进行如下实验:
[实验探究]
序号 实验 加入试剂或操作
实验Ⅱ 加热试管
实验Ⅲ 加入CuSO4固体,振荡
实验结果:实验Ⅱ和实验Ⅲ中均未检测出Cu+。
(3)[实验探究]
乙同学用CuCl2溶液代替CuSO4溶液进行实验:
实验Ⅳ
实验Ⅳ中发生的离子反应方程式为 。
(4)[实验改进]
乙同学针对实验Ⅰ进行改进,设计并完成实验Ⅴ:向试管a中加入几滴浓盐酸,一段时间后,溶液蓝色明显变浅,铜片表面产生白色沉淀。
乙同学因此得出结论:Cl 对Cu2+与Cu发生反应有促进作用。
①丙同学认为通过实验Ⅴ不能得出乙同学的结论,原因是 。
②丙同学继续设计实验: (填操作和现象),证实了乙同学结论合理。
(5)[结论分析]
综合上述实验可知,Cu2+能否氧化Cu与 有关
7.(2023秋·北京朝阳·高一统考期末)的能量密度高,是一种极具发展潜力的清洁能源。一种利用太阳能制氢的方法如下。
ⅰ.
ⅱ.
(1)反应ⅰ的氧化剂是 。
(2)反应ⅱ中化合价降低的元素是 (填元素符号)。
(3)根据反应ⅰ,每生成,转移电子的物质的量为 。
(4)该方法中循环利用的物质是 。
(5)利用还原铁粉、湿棉花探究反应ⅰ,装置如图所示。
①实验时,加热b处。湿棉花在 (填“a”或“b”)处更合理。
②证明铁粉与水发生反应的方法是 。
8.(2023秋·北京海淀·高一统考期末)某补铁剂的主要成分是硫酸亚铁(),说明书中建议“本品与维生素C同服”。小组同学为探究其原理,用放置7天的溶液()进行下列实验。
资料:维生素又称抗坏血酸,易溶于水,其溶液呈酸性。
I.检验铁元素的价态
实验序号 试管中的试剂 实验操作及现象
i 2 mL放置后的溶液 滴加5滴KSCN溶液后,溶液变为浅红色
ii 2 mL放置后的溶液,0.1 g维生素C 维生素C溶解,溶液,滴加5滴KSCN溶液后,溶液 仍呈无色
(1)i中观察到 ,说明溶液中存在。将氧化的物质是 。
(2)①小组同学推测,ii中溶液仍为无色是因为维生素与发生了反应。补全该反应的离子方程式。□□___□
②甲同学认为,可以取ii中溶液加入酸性溶液验证反应产物。乙同学认为该方法不可行,理由是 。
(3)丙同学认为ii中检验方案不严谨,应考虑pH对反应的影响,依据是 。
II.探究pH对ii中反应的影响
小组同学补充了如下实验,继续探究pH对ii中反应的影响。
实验序号 试剂 实验操作及现象
iii 滴加5滴KSCN溶液后,溶液变为浅红色,浅红色比i中加深
(4)判断下列关于实验结论的说法是否正确 (填“对”或“错”)。
①pH对与的显色反应有影响。
②加维生素后,导致ii中未末检测出。
(5)反思实验i~iii,下列说法合理的是 (填序号)。
a.维生素C具有氧化性和酸性
b.同服维生素C可减缓补铁剂中被氧化
c.使用KSCN检验时,宜先将溶液酸化
9.(2023秋·北京顺义·高一统考期末)某小组探究CO还原时,温度对产物的影响。设计实验如下(部分装置略去)。
分别用酒精灯和酒精喷灯对装置A加热,得到产物甲和乙。甲、乙均为黑色粉末(纯净物),分别对产物进行以下实验。
步骤 操作 产物甲现象 产物乙现象
Ⅰ 取黑色粉末加入稀盐酸 溶解,无气泡 溶解,有气泡
Ⅱ 取步骤Ⅰ中溶液,滴加溶液 蓝色沉淀 蓝色沉淀
Ⅲ 取步骤Ⅱ中溶液,滴加KSCN溶液 变红 无现象
Ⅳ 向步骤Ⅲ溶液中滴加新制氯水 红色褪去 先变红,后褪色
已知:
Ⅰ.酒精灯燃烧温度约为400~500℃,酒精喷灯燃烧温度约为1000℃;
Ⅱ.与溶液反应会产生蓝色沉淀;
Ⅲ.具有较强的还原性。
(1)①产物乙在步骤Ⅰ中发生反应,产生气泡的主要成分是 。
②产物甲、乙在步骤Ⅱ中均产生蓝色沉淀,说明 。
③依据步骤Ⅱ、Ⅲ,推测产物甲中铁元素的价态为 。
④产物乙在步骤Ⅳ滴加氯水时,发生反应的离子方程式是 ,褪色可能的原因及验证方法为 。
(2)依据实验判断,温度对CO还原时产物的影响是 。
10.(2023秋·北京西城·高一统考期末)实验小组发现新配制的溶液放置一段时间,由浅绿色溶液变为黄色浊液A,进行如下探究。
资料:i.胶体可以透过滤纸。 ii.与溶液反应,生成蓝色沉淀。
(1)探究A中的成分,进行如下实验。
①取少量A,过滤得到红褐色沉淀和黄色透明液体B。
②取少量B于试管中,加入溶液, (填现象)。
③取少量B于试管中,加入 (填试剂),液体变为红色。
④用激光笔照射B,看到一条光亮的“通路”。
综合上述实验,说明A中铁元素的存在形态有、、 和 。
(2)进一步探究B显黄色的原因。
①实验一中,加入铁粉的作用是 (用离子方程式表示)。
②由上述实验得出:B显黄色的主要原因不是因为含有,而是因为含有 。理由是: 。
(3)测定A的变质程度并分析对后续实验的影响。
①取25.00mL A,加入足量稀硫酸,可与24.00mL溶液恰好完全反应。已知在酸性环境下被还原为,A中的浓度为 ,说明其主要成分仍然是。
②下列实验可以使用A进行的是 (填字母)。
a.向A中滴入NaOH溶液,制备纯净的沉淀
b.用A处理含有+6价Cr的酸性废水,将剧毒的+6价Cr还原至低毒的+3价
经过上述探究,实验小组对溶液的配制与使用有了更深入的理解。
11.(2023秋·北京丰台·高一统考期末)某小组同学探究久置FeSO4固体变质的情况,并测定其中铁元素的质量分数。将0.6gFeSO4固体用蒸馏水溶解,配成20mL待测液,进行实验。
资料:KSCN中S元素的化合价为﹣2价;酸性条件下,MnO的还原产物为Mn2+。
(1)实验一:
①i中溶液略微变红,说明待测液中存在 。
②ii中溶液颜色逐渐加深的原因是 (用离子方程式表示)。
③由实验一推测FeSO4固体变质的情况是 (填字母序号)。
a.未变质 b.部分变质 c.完全变质
(2)实验二:探究ii中“红色褪去”的原因。
针对“红色褪去”的现象,小组同学猜想可能的原因是 ,并通过如下实验证实了猜想。将褪色后的溶液分两份分别进行实验:
序号 操作 现象
① 滴加NaOH溶液 产生红褐色沉淀
② 滴加FeCl3溶液 _______
请补全②中的现象: 。
(3)实验三:测定久置FeSO4固体中铁元素的含量,设计实验方案如图:
①可选作A的物质是 (填字母序号)。
a.Zn b.Cu c.Fe d.KI
②若消耗0.1mol/LKMnO4溶液3.6mL,则久置FeSO4固体中铁元素的质量分数是 。
12.(2023秋·北京东城·高一北京市第一六六中学校考期末)化学小组欲测定一份长期放置的补铁药品(有效成分是琥珀酸亚铁,化学式为FeC4H4O4)是否已变质,实验如下:
Ⅰ.取补铁药样品10.00g碾碎,溶于100.0mL稀盐酸中,过滤,滤液呈浅黄绿色。
Ⅱ.取少量滤液,滴加KSCN溶液,溶液变为浅红色;再滴入3滴H2O2溶液,溶液红色加深。
Ⅲ.准确量取Ⅰ中滤液20.00mL,加入足量H2O2溶液,再加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、常温晾干,获得Fe(OH)3固体0.642g。
Ⅳ.再准确量取Ⅰ中滤液20.00mL于大试管中,加入1.00g铜粉,用胶塞塞紧试管口,充分振荡后过滤,最后得到干燥的铜粉0.936g。
(1)Ⅰ中琥珀酸亚铁与稀盐酸反应生成FeCl2和琥珀酸(分子式为C4H6O4),说明酸性:C4H6O4 HCl(填“>”或“<”)。
(2)用离子方程式解释Ⅱ中红色加深的原因: 、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
(3)Ⅳ中发生反应的离子方程式是 。
(4)该补铁药中琥珀酸亚铁变质程度×100% 。
(5)Ⅳ中溶液与铜粉反应时必须使用胶塞塞紧试管口,原因是 。
13.(2023秋·北京朝阳·高一统考期末)以废铁屑(含少量、等杂质)为原料,制备硫酸亚铁晶体,流程示意图如下。
已知:晶体受热易失水。
(1)的电离方程式是 。
(2)酸浸过程中,的作用是、 (用离子方程式表示)。
(3)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。
酸浸时间
用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红
①时检验,溶液变红,说明所得溶液中含有 。
②时检验,用离子方程式表示溶液未变红的原因 。
③时检验,溶液复又变红,用离子方程式说明原因 。
④操作X是 。
(4)测定所得硫酸亚铁晶体中的含量,步骤如下:
Ⅰ:称取硫酸亚铁晶体样品,配制成溶液。
Ⅱ:取出溶液,加入适量稀硫酸,滴入的溶液,至反应完全共消耗溶液。
①Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
②Ⅱ中氧化的离子方程式是 。
③计算硫酸亚铁晶体样品中的质量分数 。
三、元素或物质推断题
14.(2023秋·北京海淀·高一清华附中校考期末)现有常见金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F它们之间能发生如图反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A 、F 。
(2)写出由物质E制备氢氧化铁胶体反应的方程式: 。
(3)写出气体乙跟水反应的离子方程式: ;
反应①离子方程式 ;
反应③离子方程式 ;
反应⑦化学方程式 。
15.(2023秋·北京延庆·高一统考期末)电子工业中,常用溶液腐蚀铜(原理为:)制造印刷线路板。为了从腐蚀废液中回收铜并重新得到溶液,可以采用下列步骤:
(1)上述过程中属于过滤操作的是 (填序号)。
(2)加入物质A生成单质的离子方程式是 。
(3)滤渣为混合物,物质B是 (用化学式表示),作用是 。
(4)写出③中通入反应的离子方程式为 。
(5)检验溶液中所含金属离子的实验操作和现象为: 。
(6)若加入A的物质的量为amol,整个操作过程中生成的物质的量为bmol,若不考虑空气中氧气参与反应,请计算③至少消耗的物质的量为 mol。(用含a、b的代数式表示)
四、工业流程题
16.(2023秋·北京西城·高一统考期末)硫酸渣是硫酸生产过程中产生的固体废料,主要化学成分有、、等。含氯废气是海绵钛冶炼过程中产生的和的混合气。可利用两种废料来制备聚合氯化铁。实验室模拟该生产过程如下图所示:
已知:是难溶于水的酸性氧化物。
(1)吸收过程中硫酸渣浆液中的全部转化为,写出反应的离子方程式 、 。
(2)过滤除杂后所得废渣的主要成分是 。
(3)硫酸渣浆液中水与硫酸渣的质量比称为液固比。其他条件相同时,在相同时间内不同液固比对铁元素利用率的影响如图所示。由图可知液固比为3∶1和5∶1时铁元素利用率均较高,而实际工业生产中选择液固比为3∶1,从后续处理能耗的角度分析,原因是 。
(4)制备时,需在剧烈搅拌下,向所得高浓度的溶液中缓慢滴加溶液至预定的比例。
①补全反应的化学方程式:
②上述制备过程中,不能快速滴加溶液的原因是 。
(5)测定聚合氯化铁液体产品中铁元素的质量分数。
取a g样品加水稀释,在不断搅拌下加入溶液调至,此时铁元素全部转化为沉淀,过滤、洗涤并灼烧所得沉淀,最终得到b g红棕色固体。则产品中铁元素的质量分数为 。
17.(2023秋·北京石景山·高一统考期末)人体内铁元素以和的形式存在,易被吸收,所以给贫血者补充铁元素时,应补充亚铁盐。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中的存在,设计并进行了如下实验:
(1)试剂1可选择 。
(2)加入试剂2为了验证是否被氧化,试剂2选择 。
(3)一般在服用“速力菲”时,同时服用维生素C,将不易吸收的转化为,说明维生素C具有 性。
(4)加入新制氯水,溶液中发生反应的离子方程式是 。
(5)不仅溶液中易被氧化成,溶液中白色絮状沉淀更易被氧化,请写出在空气中被氧化的化学方程式是 ,沉淀转化过程的现象是 。
18.(2023秋·北京西城·高一北京八中校考期末)某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、、FeO、、CuO和可燃性有机物,为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收Cu、Al、绿矾等。回答下列问题:
(1)碱浸时发生反应的化学方程式为 。
(2)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器是 。
(3)加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应,其离子方程式为 。
(4)滤液Ⅱ经过结晶法制取绿矾晶体,绿矾在空气中容易被部分氧化。现取被部分氧化的绿矾晶体8.22g溶于稀盐酸后,加入足量的溶液,过滤得沉淀9.32g;再通入112mL(标准状况)氯气恰好将其中的完全氧化。
①为确定绿矾未被全部氧化,可选择的最佳试剂是 (填标号)。
A.溶液 B.KSCN溶液
C.NaOH溶液 D.溶液
②推测晶体中 。
五、原理综合题
19.(2023秋·北京海淀·高一清华附中校考期末)某实验小组同学探究“氧化剂对KSCN检验Fe2+的影响”,进行如图实验:
实验 试剂 现象
试管 滴管(各1滴)
2mL0.5mol/LFeSO4溶液与1滴0.5mol/LKSCN溶液 饱和氯水 I.溶液立即变为浅红色
稀硝酸 II.溶液立即变为红色
5%H2O2溶液 III.溶液立即变为深红色,无气体产生
(1)向2mL0.5mol/LFeSO4溶液中滴加1滴0.5mol/LKSCN溶液,无明显现象,通入O2,无明显变化。
①该实验的目的是 。
②用离子方程式表示I中出现浅红色的原因: 、 。
(2)对I中溶液呈浅红色的原因,甲同学提出以下假设。
假设1:氯水加入量少,氧化Fe2+生成的Fe3+浓度低。
设计实验i排除了假设1:取Ⅰ中浅红色溶液,操作a,观察到溶液浅红色消失。
假设2:氯水氧化性强,氧化了部分SCN-。
(已知:Ba2+与SCN-可在溶液中大量共存;SCN-易被氧化为SO)
进行实验ii:向2mL水中滴加1滴0.5mol/LKSCN溶液,滴加1滴饱和氯水,加入一定试剂,产生白色沉淀,证明溶液里含有SO。
①操作a为 。
②补全ii中SCN-被Cl2氧化的离子方程式:
______SCN-+______Cl2+______=______+2CO2+N2+______SO+______
(3)乙同学认为实验ii的设计不能证明假设2成立,并设计如下实验。分别取上述溶液于试管中,向其中滴加一定浓度的AgNO3溶液至溶液红色褪去,记录消耗AgNO3溶液的体积。实验记录如表:
实验 试管 消耗AgNO3溶液的体积(mL)
IV 2mL水与1滴Fe2(SO4)3溶液和1滴0.5mol/LKSCN溶液 2.40
V 实验Ⅰ中溶液 1.52
VI 实验Ⅱ中溶液 1.60
VII 实验Ⅲ中溶液 1.84
(已知:上述过程中产生白色沉淀,该沉淀仅为AgSCN。)
①实验ii不能证明假设2成立的原因 ;
②由IV~VII可以得出的结论是 。
参考答案:
1.(1)过滤
(2)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
(3)Fe和Cu
(4)A
【分析】加入试剂②时,固体H部分溶解同时有气体生成,生成物中有Cu,说明加入一种不与Cu反应的酸,再根据产物绿矾的阴离子是SO,为了不引入新杂质,可知加入的试剂②是稀硫酸,则固体H中含有Fe和Cu,则加入的试剂①是铁粉(Fe),进一步可知溶液G中是FeSO4、Na2SO4和H2SO4的混合溶液,溶液K是FeSO4溶液。
【详解】(1)操作I和II后都出现了固体和溶液,说明操作I和II的名称为过滤;
(2)由分析可知加入的试剂①是Fe,所以该离子方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
(3)由分析可知固体H的成分Fe和Cu;
(4)由分析可知试剂②为稀硫酸,故答案为:A。
2.(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)滴加几滴KSCN溶液,溶液出现红色
(3) 2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ Cu ab 迅速变为灰绿色,一段时间后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
【分析】腐蚀废液加入过量铁粉,经过反应①和操作a过滤分离,得到溶液③为含亚铁离子的溶液;同时生成的Cu和过量的Fe为滤渣,滤渣中加入稀盐酸经过反应②和操作b分离出Cu,生成的氯化亚铁溶液⑤,与溶液③合并,通入氯气经过反应⑦,亚铁离子被氯气氧化生成氯化铁溶液,进一步得到氯化铁晶体,据此分析解答。
【详解】(1)覆铜板上制作出“化学”图案过程中是因为铁离子氧化金属铜,则发生反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
(2)检验铁离子一般用KSCN溶液,则取少量废液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为红色,则废液中含有。
(3)ⅰ、腐蚀废液中加入药品铁后,铁离子、铜离子被还原,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。
ⅱ、根据以上分析可知④所代表的物质是铜,化学式为Cu。
ⅲ、根据以上分析可知操作方法a、b、c中是过滤的是ab。
ⅳ、若取氯化亚铁溶液加入试管中,然后滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,此过程涉及氧化还原反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
ⅴ、试剂⑥是时,亚铁离子被氧化,发生反应的化学方程式是2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
3.(1) 浅绿色 分液漏斗
(2)
(3)
(4)瓶内空气中、溶液中含量均下降;沉淀颜色改变
【分析】硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,根据数据采集溶解氧和瓶内氧气的量逐渐减小,沉淀的颜色迅速变为灰绿色,一段时间后部分变为红褐色。
【详解】(1)三颈瓶中溶液的颜色为浅绿色,根据图中信息得到盛放溶液的仪器名称为分液漏斗;故答案为:浅绿色;分液漏斗。
(2)生成白色沉淀是亚铁离子和氢氧根反应生成,其反应的离子方程式是;故答案为:。
(3)沉淀颜色发生变化最后变成红褐色是氢氧化亚铁和氧气、水反应生成,其反应的化学方程式是;故答案为:。
(4)通过上述实验,根据沉淀颜色的改变、以及图2、图3的实验数据可得到“在制备过程中,沉淀颜色改变与氧气有关”的结论,其实验证据是瓶内空气中、溶液中含量均下降;沉淀颜色改变;故答案为:瓶内空气中、溶液中含量均下降;沉淀颜色改变。
4.(1) 还原
(2)被氧化了
(3)
(4)AB
【详解】(1)实验Ⅰ亚铁离子被双氧水氧化呈铁离子,,则体现了的还原性,与酸性溶液反应生成氯化铁和水,其反应的离子方程式:;故答案为:还原;。
(2)①中现象说明不是将铁离子变为亚铁离子,②中现象说明被氧化了,③中说明被氧化呈了硫酸根离子,因此实验Ⅱ得出的结论是:红色褪去的原因是被氧化了;故答案为:被氧化了。
(3)实验Ⅲ中说明氧气氧化了亚铁离子变为铁离子,其氧化还原反应的方程式为;故答案为:。
(4)A.实验Ⅲ推出在该实验条件下不能使红色溶液褪色,故A正确;B.对比实验Ⅰ和实验Ⅲ,排出了铁离子反应,而是被氧化了,实验Ⅲ排出了生成的氧气氧化的可能,Ⅰ中红色褪去可以判断酸性条件下是氧化,故B正确;C.通过实验Ⅲ推出实验Ⅰ中发生氧化还原反应的有亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子,故C错误;综上所述,答案为:AB。
5. 防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 隔绝空气(防止O2将Fe2+氧化) 增强溶液的酸性(降低溶液的pH值等) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 0.1 2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2
【详解】(1)铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,在FeSO4溶液中需加入少量铁屑2Fe3++Fe=3Fe2+,其目的是防止硫酸亚铁被氧化,故答案为:防止Fe2+被氧化。
(2)氯气具有氧化性,能氧化硫酸亚铁为硫酸铁反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响,故答案为:隔离空气(排除氧气对实验的影响)。
(4)根据图象分析可知,pH越小,亚铁离子不容易被氧化损耗,越稳定,所以增强Fe2+稳定性的措施为降低pH或增强酸性,故答案为:增强溶液的酸性(降低溶液的pH值等)。
(5)①硫酸铁与Cu粉反应生成硫酸亚铁和硫酸铜,其离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
②由反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知,图1中得到溶液中Fe2为0.2mol/L,Cu2+为0.1mol/L,分别取4mL0.2mol/L的FeSO4溶液和4mL0.1mol/L的CuSO4溶液,滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液,观察实验现象,前者无明天现象,后者有白色沉淀生成可知,CuSO4与KSCN反应生成CuSCN是难溶于水的白色固体,其离子反应方程式为:2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2,故答案为:0.1;2Cu2++4SCN-=
2CuSCN↓+(SCN)2。
6.(1)2Fe3++Fe=3Fe2+
(2)硫酸铜溶液浓度较低
(3)Cu+2Cl-+Cu2+=2CuCl
(4) 也可能是氢离子对Cu2+与Cu发生反应有促进作用 重复实验Ⅰ,然后向试管中加入几滴硫酸,一段时间后,无明显现象
(5)Cl
【详解】(1)Fe2(SO4)3溶液与Fe反应生成硫酸亚铁,反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)温度,反应物浓度等都会影响反应的进行;结合实验Ⅲ探究可知,假设b为:由于硫酸铜溶液浓度较低,导致Cu2+氧化性较弱;
(3)由图可知铜和氯化铜生成氯化亚铜,反应为Cu+2Cl-+Cu2+=2CuCl;
(4)①浓盐酸中含有氢离子和氯离子,也可能是氢离子对Cu2+与Cu发生反应有促进作用,故丙同学认为通过实验Ⅴ不能得出乙同学的结论;
②为排除氢离子干扰需要做一个对照实验,实验可以为:重复实验Ⅰ,然后向试管中加入几滴硫酸,一段时间后,无明显现象,说明不是氢离子对Cu2+与Cu发生反应有促进作用,证实了乙同学结论合理;
(5)综合上述实验可知,Cu2+能否氧化Cu与Cl 有关。
7.(1)
(2)Fe
(3)0.2
(4)Fe、
(5) a 待反应后蒸发皿中产生足够多的气泡,再用燃着的火柴去点燃,可听到爆鸣声
【详解】(1)对于反应,中H元素化合价降低,得电子,作氧化剂;
故答案为:;
(2)对于反应,Fe元素化合价降低,被还原,O元素化合价升高,被氧化;
故答案为:Fe;
(3)对于反应,转移电子数为8,每生成,转移电子的物质的量为;
故答案为:0.2;
(4)根据反应i.,有Fe参与,有生成,反应ii.中,有参与,有Fe生成, 为中间产物,可以循环使用的物质为Fe和;
故答案为:Fe、;
(5)①如图,验证,为了使还原铁粉与水蒸气充分反应,且湿棉花不易直接受热,所以湿棉花在a处更合适;
故答案为:a;
②根据反应可知,该反应有氢气生成,如图,加热试管时,有气体产生,肥皂液会起泡,用火柴点燃肥皂泡,可听到爆鸣声,证明生成的气体是,说明铁粉与水发生反应;
故答案为:待反应后蒸发皿中产生足够多的气泡,再用燃着的火柴去点燃,可听到爆鸣声。
8.(1) 溶液变为浅红色 O2
(2) C6H8O6+2Fe3+=2Fe2++C6H6O6+2H+ ii中溶液中含有未反应的维生素C,还可能存在未被氧化的Fe2+,都能使酸性 KMnO4溶液褪色
(3)维生素C的溶液呈酸性,或FeSO4溶液的pH>4而ii中溶液pH<3
(4) 对 错
(5)bc
【分析】本题是一道实验题,通过对比实验的方法验证了硫酸亚铁在不同pH的情况下,变质的情况,并且最终得到了检验其变质的最好的条件是在酸性条件下来检验效果较好,以此解题。
【详解】(1)三价铁遇到KSCN溶液后,显示红色,放置后的溶液中出现三价则将氧化的物质是溶解的O2,故答案为:溶液变为浅红色;O2;
(2)① 维生素C有还原性可以被三价铁氧化为,三价铁被还原为二价铁,根据得失电子守恒可知离子方程式为:222;
②ii中溶液含有维生素C,维生素C具有还原性,可以被高锰酸钾氧化,而使其褪色,还可能存在未被氧化的Fe2+,也能使酸性KMnO4溶液褪色,故答案为:ii中溶液中含有未反应的维生素C,还可能存在未被氧化的Fe2+,都能使酸性KMnO4溶液褪色;
(3)根据表格中的数据可知,维生素C溶解,溶液,则应该考虑pH的变化对反应的影响,故答案为:维生素C的溶液呈酸性,或FeSO4溶液的pH>4而ii中溶液pH<3;
(4)①由反应iii可知,滴加5滴KSCN溶液后,浅红色比i中加深,说明pH对与的显色反应有影响,故答案为:对;
②维生素C有还原性,可以将三价铁还原为二价铁,并且根据实验ii可知,维生素C也是显酸性的,故答案为:错;
(5)a. 根据实验ii可知,维生素C具有还原性和酸性,a错误;
b.根据实验ii可知,维生素C可以将三价铁还原为二价铁,故可减缓补铁剂中被氧化,b正确;
c.根据实验iii可知,使用KSCN检验时,溶液酸化,显色更加明显,c正确;
故选bc;
9.(1) H2 在不同温度下,CO均可将Fe2O3还原,甲、乙在步骤Ⅰ中均得到了含有Fe2+的溶液 +2、+3 氯气具有强氧化性,将氧化,失去显色能力,向褪色后的溶液中滴加KSCN溶液,若出现红色,证明推断正确
(2)温度较高时,CO可将Fe2O3还原为Fe,温度较低时,CO可将Fe2O3还原为Fe3O4
【详解】(1)①铁和盐酸反应放出氢气,产物乙在步骤Ⅰ中发生反应,产生气泡的主要成分是H2。
②与溶液反应会产生蓝色沉淀,产物甲、乙在步骤Ⅱ中均产生蓝色沉淀,说明在不同温度下,CO均可将Fe2O3还原,甲、乙在步骤Ⅰ中均得到了含有Fe2+的溶液。
③依据步骤Ⅱ可知甲中含有,依据步骤Ⅲ可知甲中含有,所以产物甲中铁元素的价态为+2、+3。
④产物乙在步骤Ⅳ滴加氯水时,被氧化为,发生反应的离子方程式是;具有较强的还原性,褪色的原因可能是氯气具有强氧化性,将氧化,失去显色能力,向褪色后的溶液中滴加KSCN溶液,若出现红色,证明推断正确。
(2)根据以上分析,甲是Fe3O4、乙是Fe,温度对CO还原时产物的影响是温度较高时,CO可将Fe2O3还原为Fe,温度较低时,CO可将Fe2O3还原为Fe3O4。
10.(1) 生成蓝色沉淀 KSCN溶液 沉淀 胶体
(2) 胶体 从 B中去除Fe(OH)3胶体后得到的E不再显黄色,C中含有Fe(OH)3胶体而不含Fe3+仍显黄色
(3) 0.96 b
【分析】新配制的溶液放置一段时间,由浅绿色溶液变为黄色浊液A,部分被氧化为,取少量A,过滤得到红褐色沉淀为氢氧化铁沉淀,用激光笔照射B,看到一条光亮的“通路”,可知黄色透明液体B中含有、和水解生成的氢氧化铁胶体。
实验一,加足量铁粉将还原为,过滤后的溶液仍为黄色,说明B显黄色的主要原因不是因为含有,而是因为含有胶体;实验二,加稀硫酸得到浅绿色溶液, 胶体与稀硫酸反应生成;对比实验一、二,B显黄色的主要原因不是因为含有,而是因为含有胶体,理由是从B中去除后得到的C仍然显黄色,E中含有,而E不显黄色;
【详解】(1)取少量B于试管中,加入溶液,与反应生成蓝色沉淀;取少量B于试管中,加入硫氰化钾溶液,与反应液体变为红色;综合上述实验,说明A中铁元素的存在形态有、、沉淀、胶体;
(2)①实验一中,加入铁粉的作用是与反应生成,离子方程式为;
②对比实验一、二,B显黄色的主要原因不是因为含有,而是因为含有胶体,理由是从B中去除后得到的C仍然显黄色,E中含有,而E不显黄色;
(3)①取25.00mL A,加入足量稀硫酸,可与24.00mL溶液恰好完全反应。已知在酸性环境下被还原为,根据~5,A中的浓度为=0.96,说明其主要成分仍然是;
②a.A中含有,滴入NaOH溶液,会生成沉淀,无法制备纯净的沉淀,a不符合;
b.A中主要成分仍然是,具有还原性,用A处理含有+6价Cr的酸性废水,可将剧毒的+6价Cr还原至低毒的+3价,b符合;
故选b。
11.(1) Fe3+ Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl﹣ b
(2) SCN﹣中S为-2价,具有还原性,被Cl2氧化 无明显现象
(3) b 33.6%
【详解】(1)①i中溶液略微变红,说明生成硫氰化铁,待测液中存在少量Fe3+,答案为:Fe3+;
②ii中溶液颜色逐渐加深的原因氯气将亚铁离子氧化为铁离子,其反应的离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl﹣,答案为:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-;
③由实验一推测溶液中含有Fe3+和Fe2+,FeSO4固体部分变质,答案为:b;
(2)滴加氯水红色褪去的可能的原因是SCN﹣具有还原性,与氯气发生氧化还原反应,若此猜想正确,红色褪去后的溶液中没有硫氰化钾,滴加氯化铁溶液无现象,答案为:SCN﹣中S为-2价,具有还原性,被Cl2氧化;无明显现象;
(3)①试剂A是将铁离子转化为亚铁离子,还不能引入新的铁元素,答案为:b;
②硫酸亚铁与酸性高锰酸钾反应的关系式为:KMnO4~5FeSO4,若消耗0.1mol/LKMnO4溶液3.6mL,则久置FeSO4固体中铁元素的质量分数==,答案为:33.6%。
12.(1)<
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
(4)33.3%
(5)防止空气中的氧气将铜氧化
【分析】步骤Ⅰ.将样品制成溶液,步骤Ⅱ.取少量滤液,滴加KSCN溶液,溶液变为浅红色;说明药品已经变质,再滴入3滴H2O2溶液,溶液红色加深,说明样品部分变质。步骤Ⅲ.根据Fe(OH)3固体0.642g,计算20mL溶液中铁的总量。步骤Ⅳ.根据铜粉减少的质量求出变质的铁的量。据此解答。
【详解】(1)根据强酸制弱酸的原理,Ⅰ中琥珀酸亚铁与稀盐酸反应生成FeCl2和琥珀酸(分子式为C4H6O4),说明酸性:C4H6O4<HCl。故答案为:<;
(2)Ⅱ中双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,铁离子浓度增大,Fe(SCN)3浓度增大,红色加深,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)Ⅳ中铜将铁离子还原,发生反应的离子方程式是2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。
(4)先求20mL溶液中被氧化的铁,即
解得n=0.002
再求20mL溶液中铁的总量, mol =0.006mol,该补铁药中琥珀酸亚铁变质程度=33.3%。
(5)Ⅳ中溶液与铜粉反应时必须使用胶塞塞紧试管口,原因是防止空气中的氧气将铜氧化。
13.(1)
(2)、
(3) 加热浓缩、冷却结晶
(4) 100mL容量瓶 /
【分析】向废铁屑(含少量、等杂质)中加入硫酸酸浸,发生的反应有、、;得到硫酸亚铁溶液;经过蒸发浓缩、冷却结晶,得到硫酸亚铁晶体;
【详解】(1)属于强电解质,在水中完全电离出和,电离方程式为;
故答案为:;
(2)向废铁屑(含少量、等杂质)中加入硫酸酸浸,溶解氧化铁和铁,发生的反应有、、;
故答案为:、;
(3)①时用KSCN溶液检验溶液变红,发生反应,说明所得溶液中含有;
故答案为:;
②时用KSCN溶液检验,溶液未变红,说明溶液中不含,其原因为被Fe还原为,其反应为;
故答案为;
③时检验,溶液复又变红,说明在酸性条件下,被氧化为,其反应的离子方程式为;
故答案为:;
④酸浸处理后,得到硫酸亚铁溶液;经过加热浓缩、冷却结晶,过滤,得到硫酸亚铁晶体;
故答案为:加热浓缩、冷却结晶;
(4)①取出溶液,配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶;
故答案为:100mL容量瓶;
②从配制好的溶液中取出溶液,加入适量稀硫酸,滴入的溶液,发生反应;
故答案为:;
③结合离子方程式,消耗的溶液,硫酸亚铁溶液中的物质的量浓度为,硫酸亚铁晶体样品中的质量分数为或;
故答案为:或。
14.(1) Na FeCl2
(2)FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl
(3) Cl2+H2OCl-+ H++HClO 2Na+2H2O=2OH-+ 2Na++H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑ 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3
【分析】根据物质C物质E反应生成红褐色沉淀即氢氧化铁沉淀,再根据金属A和水反应生成物质C和气体甲,则金属A为Na,物质C为NaOH,气体甲为氢气,黄绿色气体乙为氯气,氢气和氯气反应生成气体丙氯化氢,氯化氢溶于水为盐酸,盐酸和金属铁反应生成氯化亚铁,氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀氢氧化亚铁沉淀。
【详解】(1)根据前面分析得到下列物质的化学式:A为Na、F为FeCl2;故答案为:Na;FeCl2;
(2)物质E制备氢氧化铁胶体是饱和氯化铁溶液滴加几滴在沸水中,其反应的方程式:FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl;故答案为:FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl;
(3)气体乙是氯气,氯气跟水反应生成盐酸和次氯酸,其反应的离子方程式:Cl2+H2OCl-+ H++HClO;故答案为:Cl2+H2OCl-+ H++HClO;
反应①是钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,其反应的离子方程式2Na+2H2O=2OH-+ 2Na++H2↑;故答案为:2Na+2H2O=2OH-+ 2Na++H2↑;
反应③是铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,其反应的离子方程式Fe+2H+=Fe2++H2↑;故答案为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
反应⑦是氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁,其反应的化学方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3;故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3。
15.(1)①②;
(2);
(3) HCl; 除去粉中的;将铁转化成氯化亚铁;
(4);
(5)取待测液少许于试管中,滴加溶液,变红色;
(6)。
【分析】电子工业中,常用溶液腐蚀铜,制造印刷线路板,则腐蚀废液中主要为氯化铜、氯化铁和氯化亚铁,加入过量A,产生滤液和滤渣,滤液通入氯气生成氯化铁,说明滤液为氯化亚铁,则A为单质铁,则滤渣为铁和铜;加入过量B,得到单质铜和氯化亚铁,说明B为稀盐酸,据此分析。
【详解】(1)操作①、②后均有固体和滤液,则说明①②操作为过滤;答案为:①②;
(2)由上述分析可知,物质A是铁单质,铁与铜离子发生置换反应,故反应的离子方程式为:;答案为:;
(3)由上述分析可知,物质B是HCl;HCl的作用是使铜和铁单质分离,同时生成氯化亚铁溶液,故答案为:HCl;除去粉中的;将铁转化成氯化亚铁;
(4)由上述分析可知,滤液是氯化亚铁溶液,二价铁离子被氯气氧化成三价铁离子,故反应的离子方程式为:;答案为:;
(5)检验三价铁离子,可以取待测液少许于试管中,滴加溶液,变红色,说明有三价铁离子存在,故答案为:取待测液少许于试管中,滴加溶液,变红色;
(6)物质A是铁单质,amol的铁单质由0价,最终转化为三氯化铁中的三价铁离子,共失去3amol的电子,得电子的物质为盐酸和氯气,题干要求计算至少消耗的量,故不考虑原溶液中的铜离子和铁离子,根据氢气的量,盐酸共得2bmol电子,则氯气得电子的物质的量为:(3a-2b)mol,故需要氯气的物质的量为:()mol;答案为:。
16.(1)
(2)
(3)液固比为3︰1时,溶液浓度大,溶剂水含量少,蒸发浓缩时能耗低
(4) 防止OH-局部浓度增大,生成Fe(OH)3等杂质
(5)
【分析】硫酸渣浆液中通入模拟含氯废气,和稀盐酸反应生成FeCl3和H2O,和稀盐酸反应生成FeCl2和H2O,FeCl2和Cl2反应生成FeCl3,和稀盐酸不发生反应,经过滤除杂后,所得废渣主要成分为,所得滤液为FeCl3溶液,蒸发浓缩后加入NaOH溶液,可得聚合氯化铁,据此回答。
【详解】(1)吸收过程中,和稀盐酸反应生成FeCl2和H2O,FeCl2和Cl2反应生成FeCl3,反应的离子方程式分别为、;
(2)根据分析,过滤除杂后所得废渣的主要成分是;
(3)液固比为3∶1时铁元素利用率已较高,因后续流程中需进行蒸发浓缩,工业生产中选择液固比较小的3∶1,可以减少需要蒸发的水量,降低能耗;
(4)①根据元素守恒可得化学方程式为;
②上述制备过程中,快速滴加溶液会导致OH-局部浓度增大,有Fe(OH)3沉淀生成;
(5),,则产品中铁元素的质量分数为。
17.(1)盐酸(或硫酸)
(2)KSCN(硫氰化钾)
(3)还原性
(4)
(5) 白色絮状沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色
【分析】药片破碎后加入盐酸溶解静置过滤得到淡黄色溶液,加入试剂2为KSCN溶液,变为淡红色溶液,说明亚铁离子被氧化为铁离子,加入氯水溶液变为血红色,亚铁离子生成铁离子。
【详解】(1)试剂1用于溶解亚铁盐,一般可用盐酸(或硫酸);故答案为:盐酸(或硫酸);
(2)检验亚铁离子,先加入KSCN,再加入氯水,则试剂2为KSCN,故答案为: KSCN(硫氰化钾);
(3)加入试剂2时溶液为淡红色说明“速力菲”中的Fe2+已部分氧化,一般在服用“速力菲”时,同时服用Vc具有还原性能还原铁离子为亚铁离子,Vc具有还原性,故答案为:还原;
(4)加入新制氯水,溶液中发生反应的离子方程式是,故答案为: ;
(5)碱性环境中Fe(OH)2更易被O2氧化为氢氧化铁,化学方程式: ,可观察到白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,故答案为: ;白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
18.(1)
(2)漏斗
(3)
(4) D
【分析】废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、、FeO、、CuO和可燃性有机物,焙烧主要除去可燃性有机物;碱浸时,和Al参与反应得到含偏铝酸盐的溶液,其反应为、;滤渣Ⅰ主要含Fe、Cu、、FeO、CuO,加入硫酸酸浸,再加入过量铁粉,过滤,得到硫酸亚铁溶液和Fe、Cu的混合物,再用硫酸酸浸过滤得到Cu;
【详解】(1)碱浸时,和Al参与反应得到含偏铝酸盐的溶液,其反应为、;
故答案为:、;
(2)如图流程中,操作Ⅰ、Ⅱ均为过滤,需要的玻璃仪器为:玻璃棒、漏斗、烧杯;
故答案为:漏斗;
(3)滤渣1经硫酸酸浸后得到含硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸的混合液,加入过量试剂a为Fe粉,其发生的反应为、、,其属于化合反应的是;
故答案为:;
(4)①绿矾晶体为,其中被氧化为,若绿矾未被全部氧化,则绿矾中还含有;
A.加入双氧水,因绿矾中存在铁离子,使双氧水催化分解,产生氧气,也具有氧化性,无法判断绿矾部分被氧化,故A不选;
B.KSCN溶液只能检验,故B不选;
C.部分氧化的绿矾中含有,加入NaOH有红褐色沉淀生成,不能观察到亚铁离子与NaOH的反应,故C不选;
D.溶液不能氧化,加入溶液若溶液颜色变浅或者褪色,则说明绿矾晶体中存在,未被完全氧化,故D选;
故答案为:D;
②取被部分氧化的绿矾晶体8.22g溶于稀盐酸后,加入足量的溶液,过滤得沉淀9.32g,该沉淀为,物质的量为;通入112mL(标准状况)氯气恰好将其中的完全氧化,根据反应,可知原绿矾晶体中,根据化合物呈电中性,可知,即,解得,所以;
故答案为:
19.(1) 排除了氧气氧化Fe2+的可能性 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(2) 继续滴加饱和氯水 2SCN-+11Cl2+12H2O=24H++2CO2+N2+2+22Cl-
(3) 实验ii中加入一定试剂,产生白色沉淀无法说明溶液中含有硫酸根离子,如加入硝酸银即使氯水没有氧化KSCN也会产生白色沉淀 以上三种氧化剂都可以氧化SCN-,饱和氯水氧化SCN-能力最强,稀硝酸次之,5%双氧水氧化SCN-能力最弱
【详解】(1)①向硫酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液无明显现象,通入O2,无明显变化,说明O2没有将Fe2+氧化成Fe3+,排除了氧气氧化Fe2+的可能性。
②滴加饱和氯水,Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+再与SCN-反应生成Fe(SCN)3,离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
(2)①假设Ⅰ为氯水加入量少,生成的铁离子浓度低,则操作a为继续滴加饱和氯水,Cl2将更多Fe2+氧化为Fe3+,若假设Ⅰ成立则溶液红色应该加深,现观察到溶液红色褪去,则说明假设Ⅰ错误。
②Cl2将SCN-氧化成硫酸根离子,Cl2得电子生成Cl-,产物中有Cl-,产物中含有O原子,则反应物中应有H2O参与,反应物中有H2O,则水中的H最终应转化成氢离子,观察方程式,N2前系数为1,SCN-前的系数为2,则前的系数为2,产物中共有12个O,则反应物中H2O前的系数为12,则产物中H+前的系数为24,最后根据电荷守恒,可得Cl2的系数为11,生成22个Cl-,离子方程式为2SCN-+11Cl2+12H2O=24H++2CO2+N2+2+22Cl-。
(3)①实验ii中加入一定试剂,产生白色沉淀无法说明溶液中含有硫酸根离子,如加入硝酸银即使氯水没有氧化KSCN也会产生白色沉淀。
②由Ⅳ-Ⅶ可知,后三组实验消耗的AgNO3比第Ⅳ组少,说明均有SCN-被氧化,消耗的AgNO3多,说明被氧化的SCN-少,可以得出的结论是,以上三种氧化剂都可以氧化SCN-,饱和氯水氧化SCN-能力最强,稀硝酸次之,5%双氧水氧化SCN-能力最弱。
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