Question

某同學(xué)受硝酸能把鐵氧化成Fe（NO₃）₃，但當(dāng)鐵過量時(shí)，產(chǎn)物是Fe（NO₃）₂的啟發(fā)，提出過量氯氣與鐵反應(yīng)生成FeCl₃、氯氣與過量鐵粉反應(yīng)生成FeCl₂的觀點(diǎn)．為了驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一定量鐵粉與Cl₂恰好完全反應(yīng)得到一固體物質(zhì)A，然后通過實(shí)驗(yàn)確定其成分．探究過程如下：
（1）提出假設(shè)：（請(qǐng)把下列假設(shè)補(bǔ)充完整）
假設(shè)1：該固體物質(zhì)是FeCl₂；
假設(shè)2：該固體物質(zhì)是

 

；
假設(shè)3：該固體物質(zhì)是

 

．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
取少量固體物質(zhì)A于燒杯中，加適量水溶解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)論如下表：（請(qǐng)?jiān)诒砀竦臋M線處填空）

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

（3）已知 Fe（NO₃）₂溶液為淺綠色，往Fe（NO₃）₂溶液中加入少量的稀硫酸，溶液顏色有何變化（請(qǐng)把答案寫在橫線上）

 

，該變化過程的離子方程式為：

 

．
（4）取100mL0.2mol/L 的FeCl₃溶液置于燒杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反應(yīng)后仍有固體剩余，下列敘述一定正確的是

 

（設(shè)溶液體積不變，不考慮水解因素）．
A．燒杯中有Fe無Cu，c（Fe²⁺）=0.2moL/L   B．燒杯中有Cu無Fe，c（Fe²⁺）=0.3moL/L
C．燒杯中有Cu無Fe，c（Cl^-）=0.6moL/L   D．燒杯中Fe、Cu均有，c（Fe²⁺）=0.3moL/L
（5）在FeSO₄的溶液中加入與FeSO₄等物質(zhì)的量的Na₂O₂固體，恰好使FeSO₄轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

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）固體物質(zhì)中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液應(yīng)變紅，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不變含還原性物質(zhì)；
（3）NO₃^-在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，可與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）A、鐵還原性大于銅，鐵有剩余，一定有銅剩余；
B、有銅無鐵，說明鐵全部反應(yīng)生成亞鐵離子，銅可能為反應(yīng)或部分反應(yīng)，溶液中鐵離子不存在；
C、溶液中氯離子濃度不變；
D、溶液中鐵銅都有，說明鐵離子和鐵反應(yīng)生成亞鐵離子；
（5）在FeSO₄的溶液中加入與FeSO₄等物質(zhì)的量的Na₂O₂固體，恰好使FeSO₄轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，反應(yīng)的離子方程式為：4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+O₂↑+8Na⁺．

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或FeCl₃和FeCl₂的混合物，
故答案為：FeCl₃；FeCl₃和FeCl₂；
（2）固體物質(zhì)中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液應(yīng)變紅，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不變含還原性物質(zhì)，即不含F(xiàn)eCl₂，
故答案為：溶液變紅色；FeCl₂；
（3）NO₃^-在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，可與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，溶液由淺綠色變?yōu)辄S色，
故答案為：由淺綠色變?yōu)辄S色；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）A、鐵還原性大于銅，鐵有剩余，一定有銅剩余，只發(fā)生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，依據(jù)鐵離子物質(zhì)的量0.02mol生成亞鐵離子0.03mol，亞鐵離子濃度c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故A錯(cuò)誤；
B、有銅無鐵，說明鐵全部反應(yīng)生成亞鐵離子，銅可能為反應(yīng)或部分反應(yīng)，當(dāng)銅部分反應(yīng)時(shí)，所以反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，依據(jù)鐵離子物質(zhì)的量0.02mol則生成亞鐵離子小于0.03mol，亞鐵離子濃度c（Fe²⁺）小于0.3mol/L，故B錯(cuò)誤；
C、溶液中氯離子濃度不變，燒杯中有Cu無Fe，說明鐵全部反應(yīng)生成亞鐵離子，銅可能為反應(yīng)或部分反應(yīng)，溶液中鐵離子不存在，溶液中c（Cl^-）=0.6mol/L，故C正確；
D、溶液中鐵銅都有，說明只發(fā)生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，燒杯中Fe、Cu均有，說明鐵離子全部反應(yīng)，依據(jù)A計(jì)算得到c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故D正確；
故選CD；
（5）在FeSO₄的溶液中加入與FeSO₄等物質(zhì)的量的Na₂O₂固體，恰好使FeSO₄轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，反應(yīng)的離子方程式為：4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+O₂↑+8Na⁺，
故答案為：4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃↓+O₂↑+8Na⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)類推方法的應(yīng)用，反應(yīng)產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的應(yīng)用，反應(yīng)現(xiàn)象的判斷，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，鐵、銅、氯化鐵溶液共存問題的分析判斷離子濃度的計(jì)算，題目難度中等．