Question

9．類比是化學(xué)學(xué)習(xí)中常用的方法，已知硝酸能把鐵氧化成Fe（NO₃）₃，但當(dāng)鐵過量時(shí)，產(chǎn)物是Fe（NO₃）₂．某同學(xué)受此啟發(fā)，提出一個(gè)相似的觀點(diǎn)：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng)Cl₂足量時(shí)生成FeCl₃，當(dāng)鐵粉過量時(shí)產(chǎn)物是FeCl₂，為驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一定量的鐵粉與Cl₂恰好完全反應(yīng)得到一固體物質(zhì)，然后通過實(shí)驗(yàn)確定其成分．探究過程如下：
請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）提出假設(shè)：
假設(shè)1：該固體物質(zhì)是FeCl₂
假設(shè)2：該固體物質(zhì)是FeCl₃
假設(shè)3：該固體物質(zhì)是FeCl₃和FeCl₂的混合物
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
取少量固體物質(zhì)于燒杯中，加適量水溶解，得到溶液A，然后取兩份A溶液分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論如表：

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
在溶液中加KSCN溶液	溶液變紅色	固體物質(zhì)中有FeCl3
在酸性KMnO4溶液中加少量A溶液	KMnO4溶液顏色無明顯變化	固體物質(zhì)中不含F(xiàn)eCl2

（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫出Cl₂與鐵粉加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃．
（4）為進(jìn)一步探究FeCl₃溶液的性質(zhì)，他又利用A溶液做了如下一些實(shí)驗(yàn)，其中明顯錯(cuò)誤的是D．
A．將A溶液滴入沸水中，并繼續(xù)加熱得到紅褐色液體，該液體能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)
B．在A溶液中加入淀粉KI溶液，溶液變藍(lán)色
C．在A溶液中滴加NaOH濃溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀
D．將A溶液中熱蒸干并灼燒，得到FeCl₃固體
（5）已知25℃時(shí)K_sp=4.0×10^-38，此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制5mol/L l00mL FeCl₃溶液，為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則至少需要加入2.5   mL 2mol/L的鹽酸（忽略加入鹽酸體積）．加入鹽酸的目的是：抑制氯化鐵水解．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)類比法，結(jié)合鐵和硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)物可能為FeCl₂、FeCl₃或二者的混合物；
（2）鐵離子和硫氰根離子反應(yīng)生成血紅色硫氰化鐵，亞鐵離子具有還原性能被酸性高錳酸鉀氧化；
（3）在加熱條件下，氯氣和鐵反應(yīng)生成氯化鐵；
（4）A為FeCl₃溶液，
A．將FeCl₃溶液滴入沸水中，并繼續(xù)加熱得到紅褐色液體，該液體為氫氧化鐵膠體，能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象；
B．在FeCl₃溶液中加入碘化鉀淀粉溶液，鐵離子能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，所以滴入淀粉碘化鉀溶液中，可得到藍(lán)色液體；
C．在FeCl₃溶液中滴加NaOH濃溶液，出現(xiàn)氫氧化鐵紅褐色沉淀；
D．氯化鐵溶液蒸干并灼燒得到水解錯(cuò)誤氫氧化鐵分解生成氧化鐵，據(jù)此答題
（5）根據(jù)K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=4.0×10^-38計(jì)算開始沉淀時(shí)c（OH^-），再根據(jù)水的離子積計(jì)算溶液中c（H⁺），根據(jù)稀釋定律計(jì)算需要鹽酸的體積，氯化鐵水解生成氫氧化鐵和鹽酸，加入鹽酸會(huì)抑制氯化鐵的水解．

解答 解：（1）根據(jù)類比法，結(jié)合鐵和硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)物可能為FeCl₂、FeCl₃、FeCl₃和FeCl₂的混合物，
故答案為：FeCl₃，F(xiàn)eCl₃和FeCl₂的混合物；
（2）鐵離子和硫氰根離子反應(yīng)生成血紅色硫氰化鐵，分別向A、B溶液中加KSCN溶液，溶液中含有氯化鐵，鐵離子和硫氰化鉀反應(yīng)反應(yīng)而使溶液呈血紅色，亞鐵離子具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，如果向分別向KMnO₄溶液中加入適量A、B溶液，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不含氯化亞鐵，
故答案為：溶液變紅色；FeCl₂；
（3）在加熱條件下，鐵在氯氣中反應(yīng)生成氯化鐵，反應(yīng)方程式為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，
故答案為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（4）A為FeCl₃溶液，
A．將FeCl₃溶液滴入沸水中，并繼續(xù)加熱得到紅褐色液體，該液體為氫氧化鐵膠體，能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象，故A正確；
B．在FeCl₃溶液中加入碘化鉀淀粉溶液，鐵離子能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，所以滴入淀粉碘化鉀溶液中，可得到藍(lán)色液體，故B正確；
C．在FeCl₃溶液中滴加NaOH濃溶液，出現(xiàn)氫氧化鐵紅褐色沉淀，故C正確；
D．將A溶液加熱蒸干并灼燒，氯化鐵水解被促進(jìn)生成氫氧化鐵，灼燒氫氧化鐵分解生成氧化鐵和水，不能得到FeCl₃固體，故D錯(cuò)誤；
故答案為：D；
（5）溶液中c（Fe³⁺）=5mol/L，根據(jù)K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=4.0×10^-38，可知開始沉淀時(shí)c（OH^-）=2×10^-13mol/L，則溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-13}}$mol/L=0.05mol/L，根據(jù)稀釋定律，需要鹽酸的體積為$\frac{0.05mol/L×100ml}{2mol/L}$=2.5mL，加入鹽酸的目的是抑制氯化鐵水解，
故答案為：2.5；抑制氯化鐵水解．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成、電解原理的應(yīng)用等，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道氧化性強(qiáng)弱的判斷方法，亞鐵離子和鐵離子的檢驗(yàn)是�？疾辄c(diǎn)，題目難度中等．