Question

類比是化學學習中常用的方法，已知硝酸能把鐵氧化成Fe(NO₃)₃，但當鐵過量時，產物是Fe(NO₃)₂。某同學受此啟發，提出一個相似的觀點：氯氣與鐵粉反應，當Cl₂足量時生成FeCl₃，當鐵粉過量時產物是FeCl₂，為驗證該觀點是否正確，該同學將一定量鐵粉與Cl₂恰好完全反應得到一固體物質，然后通過實驗確定其成分。探究過程如下：

請填空：

 (1)提出假設：

    假設l：該固體物質是FeCl₂

    假設2：該固體物質是          

    假設3：該固體物質是          

 (2)設計實驗方案：

  取少量固體物質于燒杯中，加適量水溶解，得到溶液A，然后取兩份A溶液分別進行實驗，實驗現象與結論如下表：

 (3)根據上述實驗結論，寫出Cl₂與鐵粉加熱時發生反應的化學方程式                          

 (4)為進一步探究FeCl₃溶液的性質，他又利用A溶液做了如下一些實驗，其中明顯錯誤的一項是  

    A．將A溶液滴入沸水中，并繼續加熱得到紅褐色液體，該液體能產生丁達爾現象

    B．在苯酚溶液中滴加A溶液，呈紫色

    C．在A溶液中滴加NaOH濃溶液，出現紅褐色沉淀

    D．將A溶液加熱蒸干并灼燒，得到FeCl₃固體

  (5)取100mLO.2mol／L FeCl₃溶液置于燒杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反應后仍有固體剩余，下列敘述一定正確的是         (設溶液體積不變，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⁺)=O．3mol／L

    C．燒杯中有Cu無Fe，c(Cl^-)=O．6mol／L

    D．燒杯中Fe、Cu均有，c(Fe²⁺)=O．3mol／L

Answer 1

 (1) FeCl₂與FeCl₃，FeCl₂ (2) 溶液顯血紅色；Fe²⁺⑶⑷D⑸C D

解析:

此題是一個實驗設計題，考查了鐵及其化合物的知識和學生類比遷移的能力。

問題⑴：類比題目中Fe與HNO₃ 反應的情況，可以推斷出Fe與Cl₂反應的情況：因為Fe³⁺氧化性比較強，Fe與Cl₂ 反應比例不同時可以生成的產物有三種情況：FeCl₃，FeCl₂與FeCl₃共存，FeCl₂。由此可以得出另外兩種假設分別是FeCl₂與FeCl₃，FeCl₂。

問題⑵考查了Fe³⁺的檢驗和Fe²⁺的還原性，Fe³⁺與KSCN反應顯血紅色，根據實驗方法和實驗結論可以推斷出實驗現象是溶液顯血紅色；高錳酸鉀有強氧化性遇Fe²⁺可以將其氧化而高錳酸鉀紫色褪去，現在將A加入高錳酸鉀溶液后溶液不褪色，說明A中不含有Fe²⁺。

問題⑶：問題⑵的實驗現象可以得出Fe與Cl₂反應的產物只有FeCl₃，反應的化學反應方程式是：。

問題⑷考查了FeCl₃ 的性質，FeCl₃溶液滴加到沸水中，會生成紅褐色Fe（OH）₃膠體，此液體能發生丁達爾現象，A正確；FeCl₃能使苯酚溶液顯紫色，B正確；FeCl₃與NaOH溶液反應生成Fe（OH）₃其為紅褐色沉淀，C正確；FeCl₃溶液加熱蒸發過程中會發生水解反應生成Fe（OH）₃和HCl，HCl易揮發，會促使此水解平衡向右移動，最終蒸干得到的固體為Fe（OH）₃得不到FeCl₃，D錯誤。

問題⑸考查的是鐵和銅與定量FeCl₃反應的情況的問題，鐵比銅活潑，二者共存與FeCl₃反應時，鐵先反應，鐵反應完全后銅再反應，當鐵粉有剩余時銅一定沒有發生反應，A錯誤，B選項：有銅無鐵表明鐵粉完全反應，銅粉也可能參加反應，如果這樣溶液中有銅離子存在，根據電荷守恒很容易求出c(Cu²⁺)﹤0.3mol·L^—，B錯誤；反應過程中Cl^—不參加反應，c(Cl^—)不變，C正確；D選項：鐵銅共存，鐵沒有反應完全，溶液中一定不存在Cu²⁺，根據電荷守恒可求出c(Fe²⁺)=0.3mol·L^—，D正確。