Question

类比是化学学习中常用的方法之一，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．为验证此观点是否正确，该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl₂中点燃，取其表面生成物并分别编号为A、B，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：A是FeCl₃，B是FeCl₂．
（2）设计实验方案：分别取A、B的溶液均进行以下实验，但实验现象相同．请填写下表中的相应空格

实验方法	实验现象	结论
分别向A、B溶液中加KSCN溶液	______	固体物质中FeCl3
分别向KMnO4溶液中加入适量A、B溶液	KMnO4溶液颜色无明显变化	固体物质中不含______

（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，其中明显错误的是______ （填写序号）．
A．将A溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，可得到蓝色液体，该液体能产生丁达尔现象
B．向A溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色加深
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）FeCl₃溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂，写出反应的离子方程式______．腐蚀后的废液中含有FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂，某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收Cu的方案：
方案1：向废液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤．在所得滤渣中加入足量的盐酸，充分反应后，再过滤即得到铜，该方案中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为：______．
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，当观察到阴极上有少量气泡产生时，即停止电解，这时要回收的Cu已全部析出．该方案中铜作______极，该电极上所发生的电极反应为 （若有多个电极反应，请全部写出）______．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：______．

Answer 1

解：（2）A是FeCl₃，B是FeCl₂，分别向A、B溶液中加KSCN溶液，只有三价铁离子遇到硫氰酸根显红色，高锰酸钾具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为黄色的三价铁离子，
故答案为：溶液变红色；FeCl₂；
（3）氯气和金属铁反应的产物是氯化铁，Cl₂与铁粉加热时发生反应的化学方程式为：2Fe+3Cl₂FeCl₃，故答案为：2Fe+3Cl₂FeCl₃；
（4）A、碘离子具有还原性，可以和三价铁之间反应生成碘单质和亚铁离子，碘遇淀粉显蓝色，淀粉溶液是胶体，具有丁达尔现象，故A正确；
B、铁和三价铁之间反应生成亚铁离子，向A溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色不会加深，故B错误；
C、三价铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，故C正确；
D、三价铁离子易水解，将氯化铁溶液加热蒸干并灼烧，得到氧化铁固体，故D错误；
故选BD；
（5）三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子，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，
故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；阴；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑；产生污染性的气体氯气；使用了电解装置成本较高．
分析：（2）三价铁离子遇到硫氰酸根显红色，氯气和金属铁反应的产物是氯化铁，不会生成亚铁盐；
（3）氯气和金属铁反应的产物是氯化铁；
（4）A、碘离子具有还原性，可以和三价铁之间反应；
B、铁和三价铁之间反应生成亚铁离子；
C、三价铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀；
D、三价铁离子易水解生成红褐色沉淀；
（5）三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子，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；根据电解池的工作原理来回答．
点评：本题是一道综合知识题目，考查角度广，难度较大，要求学生具有分析和解决问题的能力．