Question

鐵是人類較早使用的金屬之一．運用鐵及其化合物的知識，完成下列問題．
（1）所含鐵元素既有氧化性又有還原性的物質(zhì)是

 

（用字母代號填）．
A．Fe       B．FeCl₃     C．FeSO₄      D．Fe₂O₃
（2）向沸水中逐滴滴加1  mol/L FeCl₃溶液，至液體呈透明的紅褐色，該分散系中粒子直徑的范圍是

 

nm．
（3）檢驗溶液中Fe³⁺存在的試劑是

 

（填物質(zhì)名稱），證明Fe³⁺存在的現(xiàn)象是

 

．電子工業(yè)需要用30%的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅，制造印刷電路板，請寫出FeCl₃溶液與銅反應(yīng)的離子方程式：

 

（4）若要驗證溶液中不含F(xiàn)e³⁺而只含有Fe²⁺，正確的實驗操作方法及現(xiàn)象是

 

．
（5）欲從制造印刷電路板的廢水中回收銅，并重新獲得FeCl₃溶液設(shè)計實驗方案如下：

A．請寫出上述實驗中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)的化學式：
①

 

 ②

 

 ③

 

 ④

 

⑤

 

B．請寫出通入⑥反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng),膠體的重要性質(zhì),鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變,二價Fe離子和三價Fe離子的檢驗,物質(zhì)分離、提純的實驗方案設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題,元素及其化合物

分析：（1）處于中間價態(tài)的元素既有氧化性又有還原性；
（2）膠體中分散質(zhì)粒子半徑在1-100nm之間；
（3）鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物而使溶液呈紅色；氯化鐵和Cu發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅；
（4）用KSCN溶液檢驗鐵離子，用氯水氧化亞鐵離子；
（5）反應(yīng)中含有氯化亞鐵、氯化銅，由工藝流程可知，濾渣③中含有金屬銅，故應(yīng)是廢液與過量的Fe反應(yīng)，濾液②中含有氯化亞鐵，通入氯氣可以得到氯化鐵．濾渣③中含有金屬銅、未反應(yīng)的鐵，加入鹽酸，過濾，回收銅，濾液⑤中含有氯化亞鐵，與濾液②合并，制備氯化鐵．

解答： 解：（1）Fe元素有0、+2、+3價三種化合價，則處于中間價態(tài)的鐵元素既有氧化性又有還原性，所以硫酸亞鐵既有氧化性和還原性，故選C；
（2）得到的液體為膠體，膠體中分散質(zhì)粒子半徑在1-100nm之間，故答案為：1-100；
（3）鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物而使溶液呈紅色，所以用KSCN溶液檢驗鐵離子，反應(yīng)后溶液呈血紅色；氯化鐵和Cu發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，離子方程式為2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案為：硫氰化鉀；血紅色；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）用KSCN溶液檢驗鐵離子，用氯水氧化亞鐵離子，鐵離子和KSCN反應(yīng)導(dǎo)致溶液呈血紅色，所以其檢驗方法為：先加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再加氯水，產(chǎn)生血紅色溶液，據(jù)此確定溶液中存在亞鐵離子不存在鐵離子，故答案為：先加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再加氯水，產(chǎn)生血紅色溶液；
（5）由工藝流程可知，濾渣③中含有金屬銅，目的是制取氯化鐵，廢液應(yīng)該與鐵過量的Fe反應(yīng)，故①Fe；濾液②中含有FeCl₂，通入⑥氯氣可以得到氯化鐵；濾渣③中含有金屬Cu、未反應(yīng)的Fe，加入④鹽酸，過濾，回收銅，濾液⑤中含有FeCl₂，與濾液②合并，制備氯化鐵，
由上述分析可知：①Fe ②FeCl₂③Fe和Cu ④HCl ⑤FeCl₂⑥Cl₂，
A．通過以上分析知，①Fe、②FeCl₂、③Fe和Cu、④HCl、⑤FeCl₂，故答案為：Fe；FeCl₂；Fe和Cu；HCl；FeCl₂；
B．氯水將氯化鐵氧化生成氯化鐵，離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．

點評：本題考查較綜合，涉及物質(zhì)的分離和提純、氧化還原反應(yīng)、離子檢驗等知識點，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道鐵離子及亞鐵離子的檢驗方法及反應(yīng)現(xiàn)象．