Question

铁是重要的常见金属材料，也是人类较早使用的金属之一，．请运用铁及其化合物的知识，完成下列问题．
（1）铁路大提速后，为将短铁轨焊接成长铁轨，可在铁轨接口处加入四氧化三铁和铝粉的混合物，用镁条引燃发生反应，写出发生置换反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移

 

；
（2）向20mL的沸蒸馏水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl₃溶液，继续煮沸没有观察到透明的红褐色现象，请问此时分散系中粒子直径的范围是

 

nm，判断的依据是

 

；
（3）电子工业常用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式：

 

．
（4）某校同学为测定FeCl₃腐蚀铜后所得溶液的组成，提出如下假设：
a．只含

 

（填写溶质化学式）
b．可能组成为

 

（填写溶质化学式）
（5）欲从废腐蚀液中回收铜，并重新获得FeCl₃溶液，设计实验方案如下：

请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①

 

 ③

 

④

 

．

Answer 1

分析：（1）化合价升高元素失电子，化合价降低元素得电子，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数，据此回答；
（2）根据胶体分散系的微粒直径大小范围是1～100nm来回答判断；
（3）铁离子具有氧化性，能和还原性的物质Cu之间发生反应；
（4）根据金属铜和三价铁离子之间的反应情况来假设溶液的组成情况．
（5）实验的目的是制取FeCl₃溶液，借助金属铜和铁的性质差异来除去金属铜，用氯气将氯化亚铁氧化为铁离子，据此回答判断．

解答：解：（1）铝热反应中，Al元素化合价升高失电子，Fe元素化合价降低得电子，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=24，即，故答案为：；
（2）向20mL的沸蒸馏水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl₃溶液，继续煮沸没有观察到透明的红褐色现象，此时得到的分散系属于溶液，分散质微粒直径大小是＜1nm，而胶体粒子粒径在1-100nm之间，故答案为：＜1；胶体粒子粒径在1-100nm之间，该实验没有制备出胶体，因此粒径在此范围；
（3）铁离子具有氧化性，能和还原性的物质Cu之间发生反应：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（4）金属铜和三价铁离子之间的反应情况：当金属铜过量，得到的溶液中含有FeCl₂、CuCl₂；加入的金属铜少量，则剩余氯化铁，溶液的组成是FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂
，故答案为：a．FeCl₂、CuCl₂；b．FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂；
（5）①制取的是氯化铁溶液，金属①是铁；滤液②是氯化亚铁溶液；加入的铁过量，滤渣③是铁和铜；制取的是氯化铁，溶解铁，④加入应该是盐酸；
故答案为：Fe；Fe Cu；HCl．

点评：本题涉及含铁元素的化合物的性质、胶体的制备、氧化还原反应中电子转移等知识，属于综合知识的考查，难度不大．