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2019-2020年高考化學(xué)分類題庫 考點12 鐵、銅元素單質(zhì)及其重要化合物 ．(xx福建高考9)純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示,下列判斷正確的是 ( ) A．X可能是金屬銅 B．Y不可能是氫氣 C．Z可能是氯化鈉 D．Z可能是三氧化硫 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化; (2)物質(zhì)轉(zhuǎn)化時的反應(yīng)條件和產(chǎn)物的判斷確認(rèn)。 【解析】選A。A.若X是Cu,Y是Cl2,Cu在Cl2中燃燒產(chǎn)生Z是CuCl2,電解CuCl2溶液產(chǎn)生Cu和Cl2,符合題圖轉(zhuǎn)化關(guān)系,故選項說法正確;B.若X是Cl2,Y是氫氣,氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生Z是HCl,電解HCl的水溶液,產(chǎn)生氫氣和氯氣,符合題圖轉(zhuǎn)化關(guān)系,故選項說法錯誤;C.若Z是氯化鈉,則X、Y分別是Na和Cl2中的一種,電解氯化鈉水溶液會產(chǎn)生氫氣、氯氣、氫氧化鈉,不符合題圖轉(zhuǎn)化關(guān)系,故選項說法錯誤;D.若Z是三氧化硫,而X、Y可能是O2和SO2中的一種,SO3溶于水產(chǎn)生硫酸,電解硫酸溶液,實質(zhì)是電解水,產(chǎn)生氫氣和氧氣,不符合題圖轉(zhuǎn)化關(guān)系,故選項說法錯誤。 ．(xx山東高考10)某化合物由兩種單質(zhì)直接反應(yīng)生成,將其加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生。下列化合物中符合上述條件的是 ( ) A．AlCl3 B．Na2O C．FeCl2 D．SiO2 【解析】選A。AlCl3可由Al與Cl2反應(yīng)制得,AlCl3與Ba(HCO3)2反應(yīng)生成CO2和Al(OH)3沉淀,A正確;Na2O與Ba(HCO3)2反應(yīng)沒有氣體生成,B錯誤;FeCl2不能由兩種單質(zhì)直接反應(yīng)生成,C錯誤;SiO2不與Ba(HCO3)2．(xx天津高考2)下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗的敘述正確的是 ( ) A．在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3＋,無Fe2＋ B．氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣 C．灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na＋,無K＋ D．將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,證明原氣體是CO2 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)CuSO45H2O為藍(lán)色。 (2)Na＋的黃色對K＋的顏色反應(yīng)具有干擾作用。 【解析】選B。Fe3＋遇KSCN會使溶液呈現(xiàn)紅色,Fe2＋遇KSCN不反應(yīng)無現(xiàn)象,如果該溶液既含F(xiàn)e3＋,又含F(xiàn)e2＋,滴加KSCN溶液,溶液呈紅色,則證明存在Fe3＋,但并不能證明無Fe2＋,A項錯誤;氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍(lán),則發(fā)生反應(yīng):CuSO4＋5H2OCuSO45H2O,CuSO45H2O為藍(lán)色,故可證明原氣體中含有水蒸氣,B項正確;灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na＋,Na＋焰色反應(yīng)為黃色,但并不能證明無K＋,因為Na＋的黃色對K＋的焰色反應(yīng)具有干擾作用,故需透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察K＋焰色反應(yīng),C項錯誤;能使澄清石灰水變渾濁的氣體有CO2、SO2等,故將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,則原氣體不一定是CO2,D項錯誤。 ．(xx重慶高考1)中華民族有著光輝燦爛的發(fā)明史,下列發(fā)明創(chuàng)造不涉及化學(xué)反應(yīng)的是 ( ) A．用膽礬煉銅 B．用鐵礦石煉鐵 C．燒結(jié)粘土制陶瓷 D．打磨磁石制指南針 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)明確化學(xué)變化的實質(zhì); (2)陶瓷的燒制過程中生成了硅酸鹽。 【解析】選D。A項,膽礬的化學(xué)式為CuSO45H2O,由CuSO45H2OCu,有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)反應(yīng);B項,由Fe2O3Fe,有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)反應(yīng);C項,制陶瓷的原料是粘土,發(fā)生化學(xué)變化生成硅酸鹽產(chǎn)品;D項,打磨磁石制指南針,只是改變物質(zhì)的外形,沒有新物質(zhì)生成,不涉及化學(xué)反應(yīng)。 ．(xx江蘇高考)在給定條件下,下列選項中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是 ( ) A．粗硅SiCl4Si B．Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg C．Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3 D．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag 【解析】選A。Si＋2Cl2SiCl4↑,SiCl4＋2H2Si＋4HCl,A項正確;工業(yè)上制備Mg是電解熔融狀態(tài)下的氯化鎂,B項錯誤;直接加熱蒸發(fā)FeCl3溶液最終得不到無水氯化鐵,需要在干燥的氯化氫氣流中蒸發(fā),C項錯誤;蔗糖是非還原性糖,與銀氨溶液不反應(yīng),D項錯誤。 ．(xx北京高考28)為探討化學(xué)平衡移動原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系,某同學(xué)通過改變濃度研究“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2”反應(yīng)中Fe3＋和Fe2＋的相互轉(zhuǎn)化。實驗如下: (1)待實驗Ⅰ溶液顏色不再改變時,再進(jìn)行實驗Ⅱ,目的是使實驗Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到　 。 (2)ⅲ是ⅱ的對比實驗,目的是排除ⅱ中　　 　　造成的影響。 (3)ⅰ和ⅱ的顏色變化表明平衡逆向移動,Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動原理解釋原因:　 。 (4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,該同學(xué)推測ⅰ中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因:外加Ag＋使c(I－)降低,導(dǎo)致I－的還原性弱于Fe2＋,用如圖裝置(a、b均為石墨電極)進(jìn)行實驗驗證。 ①K閉合時,指針向右偏轉(zhuǎn),b作　　　　極。 ②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后,向U型管左管中滴加0.01 molL－1AgNO3溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象證實了其推測,該現(xiàn)象是 　。 (5)按照(4)的原理,該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實驗,證實了ⅱ中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因。 ①轉(zhuǎn)化原因是　 。 ②與(4)實驗對比,不同的操作是　 。 (6)實驗Ⅰ中,還原性:I－>Fe2＋;而實驗Ⅱ中,還原性:Fe2＋>I－,將(3)和(4)、(5)作對比,得出的結(jié)論是 。 【解題指南】解答本題時應(yīng)按照以下流程: 【解析】(1)待實驗Ⅰ溶液顏色不再改變時,再進(jìn)行實驗Ⅱ,目的是使實驗Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。 (2)實驗ⅲ加入了水,是實驗ⅱ的對比實驗,因此目的是排除因加入FeSO4溶液而將溶液稀釋引起溶液顏色的變化。 (3)ⅰ中加入AgNO3,Ag＋與I－生成AgI黃色沉淀,I－濃度降低,2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2平衡逆向移動,溶液褪色;ⅱ中加入FeSO4,Fe2＋濃度增大,平衡逆向移動,溶液顏色變淺。 (4)①K閉合時,指針向右偏轉(zhuǎn),表明b極為正極,Fe3＋得電子;②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后,向U型管左管滴加0.01 molL－1AgNO3溶液,產(chǎn)生黃色沉淀,I－濃度減小,2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2平衡左移,指針向左偏轉(zhuǎn)。 (5)①Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因是Fe2＋濃度增大,還原性增強(qiáng)。 ②與(4)實驗對比,不同的操作是當(dāng)指針歸零后,向U型管右管中滴加1 molL－1FeSO4溶液。 (6)將(3)和(4)、(5)作對比,得出的結(jié)論是在其他條件不變時,物質(zhì)的氧化性和還原性與濃度有關(guān),濃度的改變可影響物質(zhì)的氧化性和還原性,導(dǎo)致平衡移動。 答案:(1)化學(xué)平衡狀態(tài) (2)溶液稀釋對顏色變化 (3)ⅰ中加入Ag＋發(fā)生反應(yīng):Ag＋＋I(xiàn)－AgI↓,c(I－)降低;ⅱ中加入FeSO4,c(Fe2＋)增大,平衡均逆向移動 (4)①正?、谧蠊墚a(chǎn)生黃色沉淀,指針向左偏轉(zhuǎn) (5)①Fe2＋濃度增大,還原性增強(qiáng),使Fe2＋還原性強(qiáng)于I－ ②向U型管右管中滴加1 molL－1FeSO4溶液 (6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時,通過改變物質(zhì)的濃度,可以改變物質(zhì)的氧化性和還原性,并影響平衡移動方向 ．(xx全國卷Ⅰ27)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示: 回答下列問題: (1)寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度外,還可采取的措施有 　 _________________________________________________________(寫出兩條)。 (2)利用　　　　的磁性,可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是 　　　　(寫化學(xué)式)。 (3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是　 。 然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是　 。 (4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是　　　 　(填名稱)。 (5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機(jī)合成中的重要還原劑,其電子式為　 　。 (6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼,用化學(xué)方程式表示制備過程 　。 【解析】(1)Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng),根據(jù)提示除生成硼酸外,只能生成硫酸鎂。為增大反應(yīng)速率,可采取粉碎礦石、加速攪拌或升高溫度的方法。 (2)具有磁性的物質(zhì)是Fe3O4,不溶于酸的物質(zhì)是二氧化硅和生成的硫酸鈣。 (3)加入硫酸后溶液中含有亞鐵離子和鐵離子,亞鐵離子不易除去,所以用H2O2把亞鐵離子氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)pH約為5,使鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀除去。 (4)通過前面除雜,沒有除去的離子只有鎂離子,所以雜質(zhì)只能是硫酸鎂。 (5)NaBH4中四個氫原子以硼原子為中心形成四個共價鍵,五個原子形成一個陰離子和鈉離子結(jié)合。 (6)硼酸和鎂反應(yīng)生成硼單質(zhì),鎂只能是氧化鎂,另外還有水生成,配平方程式即可。 答案:(1)Mg2B2O5H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3　升高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑 (2)Fe3O4　SiO2和CaSO4 (3)將Fe2＋氧化為Fe3＋　使Al3＋和Fe3＋形成氫氧化物沉淀而除去 (4)(七水)硫酸鎂 (5) (6)2H3BO3B2O3＋3H2O, B2O3＋3Mg2B＋3MgO ．(xx四川高考11)為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。 活化硫鐵礦還原Fe3＋的主要反應(yīng)為FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O15FeSO4＋8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請回答下列問題: (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是　 。 (2)檢驗第Ⅱ步中Fe3＋是否完全還原,應(yīng)選擇　　　　 (填字母編號)。 ( ) A．KMnO4溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液 (3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2＋不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是 　。 (4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。 已知25℃,101 kPa時:4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=－1 648 kJmol－1 C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH=－393 kJmol－1 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)2FeCO3(s) ΔH=－1 480 kJmol－1 FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是 　。 (5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li＋FeS2Fe＋2Li2S,正極反應(yīng)式是　 。 (6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3 　　 　kg。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)三價鐵離子的檢驗需要用硫氰酸根離子; (2)碳酸亞鐵與硫酸按物質(zhì)的量1∶1反應(yīng)。 【解析】(1)H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的方程式為Fe2O3＋3H2SO4Fe2(SO4)3＋3H2O,其離子方程式為Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O。 (2)檢驗Fe3＋是否反應(yīng)完全,可利用Fe3＋與KSCN的顯色反應(yīng),生成紅色溶液,故選C。 (3)部分Fe2＋被空氣中的氧氣氧化為Fe3＋,Fe3＋水解產(chǎn)生H＋,使pH降低。 (4)若將題中所給三個反應(yīng)依次編為①、②、③號反應(yīng),則FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的反應(yīng)可以由③反應(yīng)逆向進(jìn)行后2＋②4＋①得到,同時所對應(yīng)的反應(yīng)熱要乘以相應(yīng)的倍數(shù),故其熱化學(xué)方程式為4FeCO3(s)＋O2(g)2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH=－260 kJmol－1。 (5)正極發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng),即得電子,故參加反應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)是FeS2,又知最后生成鐵單質(zhì)和S2－,故正極反應(yīng)式為FeS2＋4e－Fe＋2S2－。 (6)方法1:由于最終得到FeSO4,根據(jù)元素守恒,n(Fe)=n(S),Fe來自Fe2O3、FeS2、FeCO3;S來自FeS2、H2SO4則有(2＋2)96%＋=＋96%22,則得m(FeCO3)≈(0.011 8ab－0.646c)kg。 方法2:首先浸出的Fe2O3的物質(zhì)的量為=,由化學(xué)式Fe2(SO4)3可知同F(xiàn)e2O3反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量應(yīng)為其的3倍,即3,化簡即。而一共加入的硫酸的物質(zhì)的量為,故剩余的硫酸的物質(zhì)的量為－。由題目可知在第Ⅱ步時又生成了硫酸,這一部分硫酸可通過Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量即計算而得,計算后可知第Ⅱ步中生成的硫酸的物質(zhì)的量為(8/7)=。又因為Fe2＋與硫酸按物質(zhì)的量1∶1反應(yīng),故濾液中剩余的硫酸的物質(zhì)的量即為應(yīng)加入的FeCO3的物質(zhì)的量,即為(－＋),乘以FeCO3的摩爾質(zhì)量116 gmol－1可得FeCO3的質(zhì)量為(－＋)116 kg≈(0.011 8ab－0.646c)kg。 答案:(1)Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O (2)C (3)Fe2＋被氧化為Fe3＋,Fe3＋水解產(chǎn)生H＋ (4)4FeCO3(s)＋O2(g)2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH=－260 kJmol－1 (5)FeS2＋4e－Fe＋2S2－或FeS2＋4Li＋＋4e－Fe＋2Li2S (6)0.011 8ab－0.646c ．(xx天津高考9)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡圖如下: 回答下列問題: (1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3,反應(yīng)中H2O2的作用是 　。 寫出操作①的名稱:　　　　。 (2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3與有機(jī)物RH反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式:　 。 操作②用到的主要儀器名稱為　　　　　,其目的是(填序號)　　　 　。 a.富集銅元素 b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離 c.增加Cu2＋在水中的溶解度 (3) 反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和　　　　。若操作③使用右圖裝置,圖中存在的錯誤是 。 (4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,陽極產(chǎn)物是　　　　。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是 　。 (5)流程中有三處實現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是　　　　。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是　 。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)注意觀察流程圖中各個步驟的條件及產(chǎn)物名稱。 (2)電解池產(chǎn)物的分析要注意在陰、陽極離子的放電順序。 【解析】(1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3,Cu被氧化,則反應(yīng)中H2O2的作用是作氧化劑,操作①是把濾渣和液體分離,所以該操作為過濾。 (2)根據(jù)流程圖可知,Cu(NH3與有機(jī)物RH反應(yīng)生成CuR2和氨氣、氯化銨,所以該反應(yīng)的離子方程式為Cu(NH3＋2RH2N＋2NH3＋CuR2,操作②是把NH3和NH4Cl溶液與有機(jī)層分離,所以為分液操作,需要的主要儀器為分液漏斗;銅元素富集在有機(jī)層,所以該操作的目的是富集銅元素,使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離,答案選a、b。 (3)CuR2中R元素為－1價,所以反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)物溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和RH,操作③使用的分液操作中分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁,且分液漏斗內(nèi)液體過多。 (4)以石墨作電極電解CuSO4溶液,陰極析出銅,陽極為陰離子氫氧根放電,陽極產(chǎn)物有O2和H2SO4;由溶液得到晶體的步驟為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。 (5)操作④中得到的硫酸可以用在反應(yīng)Ⅲ中,所以第三處循環(huán)的試劑為H2SO4;氯化銨溶液為酸性,可降低溶液中氫氧根離子的濃度,防止由于溶液中的c(OH－)過高,生成Cu(OH)2沉淀。 答案:(1)作氧化劑　過濾 (2)Cu(NH3＋2RH2N＋2NH3＋CuR2　分液漏斗　a、b (3)RH　分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁;液體過多 (4)O2、H2SO4　加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 (5)H2SO4　防止由于溶液中的c(OH－)過高,生成Cu(OH)2沉淀 ．(xx天津高考10)FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。請回答下列問題: (1)FeCl3凈水的原理是　 。 FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H＋作用外,另一主要原因是(用離子方程式表示) 　。 (2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。 ①若酸性FeCl2廢液中c(Fe2＋)=2.010－2molL－1,c(Fe3＋)=1.010－3molL－1,c(Cl－)=5.310－2molL－1,則該溶液的pH約為　　　　。 ②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式: 　□Cl＋　□Fe2＋＋　□　　　 □ Cl－＋　□Fe3＋＋□　　　　　。 (3)FeCl3在溶液中分三步水解: Fe3＋＋H2OFe(OH)2＋＋H＋　K1 Fe(OH)2＋＋H2OFe(OH＋H＋　K2 Fe(OH＋H2OFe(OH)3＋H＋　K3 以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是　 。 通過控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為:xFe3＋＋yH2OFex(OH＋yH＋,欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)　　 　　。 a.降溫　　　　　　　　b.加水稀釋 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3 室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是 　。 (4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結(jié)果如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[以Fe(mgL－1)表示]的最佳范圍約為　 　mgL－1。 【解析】(1)Fe3＋水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì),可起到凈水的作用;鋼鐵設(shè)備中的Fe會與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,離子方程式是2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。 (2)①根據(jù)電荷守恒,則溶液中氫離子的濃度是c(Cl－)－2c(Fe2＋)－3c(Fe3＋)=1.010－2molL－1,所以pH=2; ②根據(jù)題意,氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵,則反應(yīng)物中有氫離子參加,則生成物中有水生成,Cl的化合價從＋5價降低到－1價,得到6個電子,而Fe的化合價從＋2價升高到＋3價,失去1個電子,根據(jù)得失電子守恒,則氯酸根離子的化學(xué)計量數(shù)為1,Fe2＋的化學(xué)計量數(shù)為6,則鐵離子的化學(xué)計量數(shù)也是6,氯離子的化學(xué)計量數(shù)是1,根據(jù)電荷守恒,則氫離子的化學(xué)計量數(shù)是6,水的化學(xué)計量數(shù)是3,即Cl＋6Fe2＋＋6H＋Cl－＋6Fe3＋＋3H2O。 (3)鐵離子的水解分為三步,且水解程度逐漸減弱,所以水解平衡常數(shù)逐漸減小,則K1>K2>K3;該水解為吸熱反應(yīng),所以降溫,平衡逆向移動;加水稀釋,則水解平衡正向移動;加入氯化銨,氯化銨溶液為酸性,氫離子濃度增大,平衡逆向移動;加入碳酸氫鈉,則消耗氫離子,所以氫離子濃度降低,平衡正向移動,所以答案選b、d;從反應(yīng)的離子方程式中可知,氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成,所以關(guān)鍵步驟是調(diào)節(jié)溶液的pH。 (4)由題中圖象可知,聚合氯化鐵的濃度在18~20 mgL－1時,去除率達(dá)到最大值,污水的渾濁度減小。 答案:(1)Fe3＋水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì)　2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ (2)①2?、?　6　6　H＋　1　6　3　H2O (3)K1>K2>K3　b、d　調(diào)節(jié)溶液的pH (4)18 ～20 ．(xx海南高考17)工業(yè)上,向500～600℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵;向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵?，F(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進(jìn)行實驗。 回答下列問題: (1)制取無水氯化鐵的實驗中,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　,裝置B中加入的試劑是　 。 (2)制取無水氯化亞鐵的實驗中,裝置A用來制取　　　　。尾氣的成分是　　　　。若仍用D裝置進(jìn)行尾氣處理,存在的問題是　　　　、　　　　。 (3)若操作不當(dāng),制得的FeCl2會含有少量FeCl3,檢驗FeCl3常用的試劑是　　　　。欲制得純凈的FeCl2,在實驗操作中應(yīng)先　　　　,再　　　　。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化以及制備; (2)物質(zhì)制備實驗中實驗方案的設(shè)計與評價。 【解析】(1)制取無水氯化鐵的實驗中,A裝置為氯氣制備裝置,發(fā)生的反應(yīng)為二氧化錳和濃鹽酸加熱,生成氯化錳、氯氣和水,反應(yīng)方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O;裝置B為氯氣的除雜裝置(除去氯氣中水蒸氣),因此選擇試劑為濃硫酸; (2)根據(jù)信息知制取無水氯化亞鐵的實驗中,裝置A用來制取氯化氫,尾氣成分為氯化氫和氫氣;若用D裝置來處理尾氣,氯化氫極易溶于水,則容易發(fā)生倒吸現(xiàn)象,同時可燃性氣體(氫氣)不被吸收; (3)檢驗氯化鐵常用試劑為KSCN溶液,欲制取純凈的氯化亞鐵,應(yīng)該防止氯氣的干擾,在實驗操作中應(yīng)該先點燃A處酒精燈,利用產(chǎn)生的氯化氫排盡裝置中的空氣,再點燃C處酒精燈。 答案:(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　濃硫酸 (2)HCl　HCl和H2　發(fā)生倒吸　可燃性氣體H2不能被吸收 (3)KSCN溶液　點燃A處的酒精燈　點燃C處的酒精燈