Question

类比是化学学习中常用的方法，已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO₃)₃，但当铁过量时，产物是Fe(NO₃)₂。某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当Cl₂足量时生成FeCl₃，当铁粉过量时产物是FeCl₂，为验证该观点是否正确，该同学将一定量铁粉与Cl₂恰好完全反应得到一固体物质，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：

请填空：

 (1)提出假设：

    假设l：该固体物质是FeCl₂

    假设2：该固体物质是          

    假设3：该固体物质是          

 (2)设计实验方案：

  取少量固体物质于烧杯中，加适量水溶解，得到溶液A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：

 (3)根据上述实验结论，写出Cl₂与铁粉加热时发生反应的化学方程式                          

 (4)为进一步探究FeCl₃溶液的性质，他又利用A溶液做了如下一些实验，其中明显错误的一项是  

    A．将A溶液滴入沸水中，并继续加热得到红褐色液体，该液体能产生丁达尔现象

    B．在苯酚溶液中滴加A溶液，呈紫色

    C．在A溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀

    D．将A溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl₃固体

  (5)取100mLO.2mol／L FeCl₃溶液置于烧杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反应后仍有固体剩余，下列叙述一定正确的是         (设溶液体积不变，不考虑水解因素。)

    A．烧杯中有Fe无Cu，c(Fe²⁺)=0．2mol／L

    B．烧杯中有Cu无Fe，c(Fe²⁺)=O．3mol／L

    C．烧杯中有Cu无Fe，c(Cl^-)=O．6mol／L

    D．烧杯中Fe、Cu均有，c(Fe²⁺)=O．3mol／L

Answer 1

 (1) FeCl₂与FeCl₃，FeCl₂ (2) 溶液显血红色；Fe²⁺⑶⑷D⑸C D

解析:

此题是一个实验设计题，考查了铁及其化合物的知识和学生类比迁移的能力。

问题⑴：类比题目中Fe与HNO₃ 反应的情况，可以推断出Fe与Cl₂反应的情况：因为Fe³⁺氧化性比较强，Fe与Cl₂ 反应比例不同时可以生成的产物有三种情况：FeCl₃，FeCl₂与FeCl₃共存，FeCl₂。由此可以得出另外两种假设分别是FeCl₂与FeCl₃，FeCl₂。

问题⑵考查了Fe³⁺的检验和Fe²⁺的还原性，Fe³⁺与KSCN反应显血红色，根据实验方法和实验结论可以推断出实验现象是溶液显血红色；高锰酸钾有强氧化性遇Fe²⁺可以将其氧化而高锰酸钾紫色褪去，现在将A加入高锰酸钾溶液后溶液不褪色，说明A中不含有Fe²⁺。

问题⑶：问题⑵的实验现象可以得出Fe与Cl₂反应的产物只有FeCl₃，反应的化学反应方程式是：。

问题⑷考查了FeCl₃ 的性质，FeCl₃溶液滴加到沸水中，会生成红褐色Fe（OH）₃胶体，此液体能发生丁达尔现象，A正确；FeCl₃能使苯酚溶液显紫色，B正确；FeCl₃与NaOH溶液反应生成Fe（OH）₃其为红褐色沉淀，C正确；FeCl₃溶液加热蒸发过程中会发生水解反应生成Fe（OH）₃和HCl，HCl易挥发，会促使此水解平衡向右移动，最终蒸干得到的固体为Fe（OH）₃得不到FeCl₃，D错误。

问题⑸考查的是铁和铜与定量FeCl₃反应的情况的问题，铁比铜活泼，二者共存与FeCl₃反应时，铁先反应，铁反应完全后铜再反应，当铁粉有剩余时铜一定没有发生反应，A错误，B选项：有铜无铁表明铁粉完全反应，铜粉也可能参加反应，如果这样溶液中有铜离子存在，根据电荷守恒很容易求出c(Cu²⁺)﹤0.3mol·L^—，B错误；反应过程中Cl^—不参加反应，c(Cl^—)不变，C正确；D选项：铁铜共存，铁没有反应完全，溶液中一定不存在Cu²⁺，根据电荷守恒可求出c(Fe²⁺)=0.3mol·L^—，D正确。