时间:2017-07-18 00:47:06
1、简答题 某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成份、性质和用途，设计了如下实验步骤：
Ⅰ．用下列实验装置制取纯净干燥的氯气
写出A、B中所盛放最佳化学试剂的名称______、______，画出虚线框内所需装置图并标明所需试剂的名称______．
Ⅱ．某同学将一定量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质a，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：（请把下列假设补充完整）
假设①：该固体物质是FeCl3；假设②：______；假设③：______．
（2）设计实验方案：
取少量固体物质a于烧杯中，加适量水溶解，然后取两份a溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表，请在表格内的横线处填空．
?实验方法
实验现象
结论
在溶液中加
KSCN溶液
______
固体物质中有FeCl3
向a溶液中滴加
酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液紫色
不褪色
固体物质中不含______
由此得出结论：假设______成立（填序号①②③）．
Ⅲ．为进一步探究物质a的性质，他们又利用a溶液做了如下一些实验，其中现象、结论均正确的是______（填写序号）
A．向氢氧化镁悬浊液中滴加a溶液出现红褐色沉淀，证明Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Mg（OH）2]
B．向a溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色由浅绿色变成黄色
C．向沸水中滴加a的饱和溶液，立即出现红褐色沉淀
D．将a溶液加热蒸干并灼烧，得到Fe2O3固体
IV．a溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂，写出发生反应的离子方程式______．活动小组的同学们又设计了两种从上述废液中回收Cu的方案：
方案1：设计流程图如下：
请分别写出操作①和试剂②的名称______，______．
方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1，用铜和石墨作电极进行电解，铜作______极．当观察到阴极有少量气泡产生时，停止电解，这时要回收的Cu已全部析出．
评价：方案2在电极上直接回收铜，操作上比方案1简便，但方案2也有不足之处，主要表现为：______．
参考答案：Ⅰ、实验室制备氯气含有氯化氢和水蒸气，需要除去得到纯净干燥的氯气，先把气体通入饱和食盐水除去氯化氢，再通入浓硫酸除去水蒸气；剩余氯气有毒污染空气，需要用氢氧化钠溶液吸收，如图为
，故答案为：饱和食盐水；浓硫酸；
；
Ⅱ、（1）根据类比法，结合铁和硝酸反应的产物，产物可能为FeCl2、FeCl3或FeCl3和FeCl2的混合物，
故答案为：FeCl3；FeCl3和FeCl2；
（2）固体物质中有FeCl3，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，在酸性KMnO4溶液中加入少量A，KMnO4溶液颜色无明显变化，说明不变含还原性物质，即不含FeCl2；证明假设①正确；
故答案为：溶液变红色；FeCl2；①；
Ⅲ、a通过实验验证为FeCl3，
A、向氢氧化镁悬浊液中滴加a溶液出现红褐色沉淀，依据沉淀转化原理，反应向更难溶的分析进行，证明Fe（OH）3溶解度小于Mg（OH）2溶解度；故A正确；
B、铁和三价铁之间反应生成亚铁离子，溶液颜色变化为黄色变化为浅绿色；故B错误；
C、三价铁在沸水中水解生成氢氧化铁胶体，故C错误；
D、溶液加热蒸干，水解生成的氯化氢挥发，三价铁离子易水解生成红褐色沉淀，灼烧得到Fe2O3固体，故D正确；
故答案为：AD；
IV、三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子，反应的离子方程式为：2Fe3++Cu2+=2Fe3++Cu；依据流程分析①是分离固体和溶液，需要用过滤操作；加入的试剂②是溶解铁需要 稀盐酸或稀硫酸；在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，该反应能证明三价铁的氧化性强于铜离子，根据金属活动顺序表得出Cu2+＞H+＞Fe2+，电解时，阳极是活泼电极时，则金属电极会溶解，阴极上有少量气泡产生时，说明金属铜做阴极，按照氧化性顺序Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+，可以得出放电的离子以及电极反应为：Fe3++e-=Fe2+，Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑，在阳极上放电的是氯离子，产生氯气，有毒，使用了电解装置，成本较高等；
故答案：2Fe3++Cu2+=2Fe3++Cu；过滤；盐酸（或稀硫酸）；阴；有污染性气体Cl2产生；使用了电解装置，成本较高等．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 将适量铁粉放入FeCl3溶液中，完全反应后，溶液中的Fe2+和Fe3+溶度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是
A．2 ：3
B．3 ：2
C．1 ：2
D．1 ：1
参考答案：A
本题解析：已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量分别是x和y，则根据方程式可知
2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
2mol? 1mol 3mol
x? 1.5x
所以y＝1.5x
解得x︰y＝2 ：3
答案选A
点评：该题是基础性试题的考查，难度不大，主要是考查学生灵活运用基础知识解决问题的能力。该题是常规性计算题的考查，直接根据方程式列式计算即可。
本题难度：一般
3、填空题 (18分)工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备CuSO2·5H2O的主要流程如下：
（1）下列装置可用于吸收气体X的是___________(填代号)。
（2）某研究性学习小组用泡铜与CO反应来制取粗铜。
①装置B中的药品为_____________。?
②实验时，依次进行如下操作：组装仪器、__________________、加装药品、通入气体、_____________________、点燃酒精灯。
（3）熔渣Y的成分为Fe2O3和FeO，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有FeO。写出有关实验操作、现象与结论。?
提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水。
_______________________________________________________________________。
（4）向粗铜中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时(杂质不参加反应)，混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为___________________。
（5）用滴定法测定所得产品中CuSO4·5H2O的含量，称取a g样品配成100 mL溶液，取出20.00 mL，用c mol·
滴定剂EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点(滴定剂不与杂质反应)，消耗滴定剂b mL。滴定反应如下：
。则CuSO4·5H2O质量分数为__________。滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准溶液，则会导致测定结果偏_______。
参考答案：（1）bd
（2）①碱石灰②检查装置气密性；收集CO检验纯度
（3）取少量熔渣，加过量稀硫酸溶解，然后向滤液中加少量KMnO4溶液，若溶液紫色退去，则说明熔渣中含有FeO
（4）3：2
（5）
；高
本题解析：（1）气体X是SO2，可用NaOH溶液吸收，注意防止倒吸，故可选用bd；（2）①用泡铜制取粗铜是利用CO与Cu2O反应来得到Cu，同时生成CO2，故装置B干燥管内应放碱石灰；②实验时，依次进行的操作为：组装仪器、检查装置气密性、加装药品、通入气体、收集CO检验纯度、点燃酒精灯；（3）验证熔渣中含有FeO，可以利用亚铁离子的还原性，操作为：取少量熔渣，加过量稀硫酸溶解，然后向滤液中加少量KMnO4溶液，若溶液紫色退去，则说明熔渣中含有FeO；（4）铜不与稀硫酸反应，但可溶解在硝酸中，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O，由此可知当硝酸与硫酸物质的量之比为2：3时，硝酸全部转化为NO，此时溶液中溶质为CuSO4，即混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为3：2；（5）根据所给反应可知n（Cu2+）=n(H2Y2-)，所以CuSO4·5H2O的质量分数为
=
。
本题难度：一般
4、计算题 某工厂化验室为测定某黄铁矿（主要成分是FeS2）的纯度，取1.00 g矿石样品（所含杂质不挥发且不与氧气反应），在氧气流中充分灼烧，完全反应后，冷却，称量固体残留物，质量为0.75g。
（1）该黄铁矿中FeS2的质量分数为多少？
（2）该工厂用这种黄铁矿制硫酸，在FeS2燃烧过程中损失2%，由SO2氧化成SO3时，SO2的利用率为80%，吸收塔中SO3完全吸收。若煅烧10 .0t上述黄铁矿，则可制得98％的硫酸多少吨?
参考答案：（1）75%(2分)；（2）9.8t(2分)
本题解析：略
本题难度：一般
5、填空题 将一块铜板浸泡在一定浓度的FeCl3溶液中一段时间后取出，得到一混合溶液，某校化学兴趣小组的同学为分析该混合溶液的组成，进行了如下实验：
①取50.0mL混合溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色沉淀，过滤、干燥、称量，沉淀质量为86.1 g；
②另取50.0mL混合溶液，向其中加入1.40 g铁粉，结果铁粉全部溶解但未见固体析出；
③再取50.0mL混合溶液，向其中加入20.0 mL稀硝酸，得到一种无色气体，其体积换算成标准状况时为0.448 L；
请根据以上实验中得到的数据分析计算：
⑴?原FeCl3溶液物质的量浓度(反应过程中过程中溶液体积的变化忽略不计)；
⑵?所得混合溶液中c(Cu2+)的取值范围；
⑶?若要进一步求得混合溶液中c(Cu2+)的具体数值，在只单独使用AgNO3溶液、铁粉
或稀硝酸的前题下，还可测出哪些数据，必须进行哪些实验？
参考答案：⑴?原FeCl3溶液中c(FeCl3)＝
⑵50.0mL混合溶液中n?(Cu2＋)的取值范围为：［0.600?mol/L，1.50?mol/L］
⑶?还可测出50.0mL混合溶液中n?(Fe2＋)的值，应进行的实验是向50.0mL混合溶液中加入足量的稀硝酸，测出生成的气体体积（标准状况）。
本题解析：⑴?解：由I得50.0mL混合溶液中c(Cl－)＝
?
所以原FeCl3溶液中c(FeCl3)＝?
⑵?解：Ⅱ中加入1.4gFe无固体剩余，即发生的反应为：Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋
所以50.0mL混合溶液中至少含有Fe3＋：
?
Ⅲ中加入20.0mL稀硝酸后产生的气体为NO，反生的反应为
3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
即50.0mL混合溶液中至少含有Fe2＋：
?
50.0mL混合溶液中根据铁元素守恒有：
n?(Fe2＋)?＋?n?(Fe3＋)?＝?4.0?mol/L×0.05L＝?0.20?mol?
根据电荷守恒有：3n?(Fe3＋)＋2n?(Fe2＋)＋2n?(Cu2＋)＝n?(Cl－)＝
当n?(Fe3＋)?有最小值时，n?(Fe2＋)、n?(Cu2＋)有最大值，且由上述两等式可求得
n?(Cu2＋)的最大值为0.075?mol?
当n?(Fe2＋)有最小值时，n?(Fe3＋)?有最大值，n?(Cu2＋)有最小值，同样可求得
n?(Cu2＋)的最小值为0.03?mol?
所以，50.0mL混合溶液中n?(Cu2＋)的取值范围为：［0.600?mol/L，1.50?mol/L］
⑶?解：还可测出50.0mL混合溶液中n?(Fe2＋)的值，应进行的实验是向50.0mL混合溶液中加入足量的稀硝酸，测出生成的气体体积（标准状况）。
本题难度：一般