Question

【題目】FeCl3 為中學(xué)化學(xué)中經(jīng)常使用的物質(zhì)，長(zhǎng)郡化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組為探究 FeCl3 的性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

(1)學(xué)習(xí)小組 A 為探究 FeCl3與 KI 溶液的反應(yīng)，特設(shè)計(jì)如右圖所示的原電池實(shí) 驗(yàn)裝置。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)習(xí)小組 A 發(fā)現(xiàn)，靈敏電流計(jì)的指針先偏轉(zhuǎn)，最后 示數(shù)為零。若此時(shí)向甲中加入適量 FeCl2 固體，靈敏電流計(jì)的指針又發(fā)生偏轉(zhuǎn) 此時(shí)________（填“甲”或“乙”）中石墨電極為負(fù)極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)方程式為_________

(2)學(xué)習(xí)小組 B 把 FeCl3 溶液分別加入Na2CO3 溶液和Na2SO3溶液中，發(fā)現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

對(duì)于②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)習(xí)小組 B 的同學(xué)們有諸多猜測(cè)，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： I．小明�、谥械募t棕色溶液少許，滴入鹽酸酸化的 BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。小明得出結(jié)論：FeCl3 與 Na2SO3 發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，離子方程式是_____。

Ⅱ，小紅認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了小明的結(jié)論是正確的。其實(shí)驗(yàn)方 案是______________________________。

(3)學(xué)習(xí)小組 C 進(jìn)一步探究 FeCl3 溶液與足量鋅粉的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示：

已知：Zn 的化學(xué)性質(zhì)與 Al 相似，能發(fā)生反應(yīng)

①結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和平衡移動(dòng)原理解釋出現(xiàn)紅褐色沉淀的原因：______

②分離出黑色固體，經(jīng)下列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其中含有的主要物質(zhì)。

i．黑色固體可以被磁鐵吸引

ii．向黑色固體中加入足量的 NaOH 溶液，產(chǎn)生氣泡；

iii．將 ii 中剩余固體用蒸餾水洗滌后，加入稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡； iv.向 iii 反應(yīng)后的溶液中滴加 KSCN 溶液，無變化。 a．黑色固體中一定含有的物質(zhì)是_____。

b．學(xué)習(xí)小組 C 認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)無法確定黑色固體中是否含有 Fe3O4，理由是__________________

(4)為進(jìn)一步探究 1．0 mol/L FeCl3 溶液中 Fe3+和 H+氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，學(xué)習(xí)小組 C 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)并觀察到反應(yīng)開始時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示：

學(xué)習(xí)小組 C 得出結(jié)論：在 1．0 mol/L FeCl3 溶液中，F(xiàn)e3+的氧化性比 H+強(qiáng)。則表格中橫杠處應(yīng)填____________

Answer 1

【答案】（1）甲 （2）Fe2+-e-= Fe3+（3）2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++ SO42-+2H+（4）取②中紅棕色溶液少許，滴加鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。（5）①溶液溫度升高，反應(yīng)過程中生成H2使溶液中的c(H+)降低，同時(shí)促進(jìn)了Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+的水解，使溶液中出現(xiàn)紅褐色的氫氧化鐵沉淀（6）Fe和Zn（7）III中若存在Fe3O4,稀鹽酸和Fe3O4反應(yīng)，產(chǎn)生的Fe3+可與鐵繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+，導(dǎo)致VI中檢測(cè)不到Fe3+。所以不能確定是否存在Fe3O4（8）5mL 1.0mol.L-的鹽酸

【解析】

本題是探究 FeCl3 的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)問題。因?yàn)?/span>Fe3+具有強(qiáng)氧化性，所以可以氧化還原性離子如I- 、SO32 所以(1)(2)結(jié)合Fe3+強(qiáng)氧化性進(jìn)行回答；Fe3+易水解，所以（3）結(jié)合Fe3+水解的知識(shí)分析；（4）探究Fe3+和H+的氧化性強(qiáng)弱，所以要求所加試劑的濃度和體積都相同，即可比較。

（1）當(dāng)在甲中加入FeCl2 固體實(shí)際是加入了Fe2+ ，導(dǎo)致2Fe3++I- 2Fe2++I2平衡逆向移動(dòng)，則Fe2+失去電子生成Fe3+，作為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為2Fe2+－2e-＝2Fe3+ ；答案：甲 2Fe2+－2e-＝2Fe3+。

（2）�、谥械募t棕色溶液少許，滴入鹽酸酸化的 BaCl2 溶液，產(chǎn)生白色沉淀。FeCl3 與 Na2SO3 發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，離子方程式是2Fe3++SO32-+H2O= 2Fe2++ SO42-+2H+。

（3）因?yàn)閆n 的化學(xué)性質(zhì)與 Al 相似，能與堿發(fā)生反應(yīng)放出氫氣，由實(shí)驗(yàn)知①溶液溫度升高，反應(yīng)過程中生成H2使溶液中的c(H+)降低，會(huì)促進(jìn)Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+的水解，使溶液中出現(xiàn)紅褐色的氫氧化鐵沉淀。答案：①溶液溫度升高，反應(yīng)過程中生成H2使溶液中的c(H+)降低，都會(huì)促進(jìn)Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+的水解，使溶液中出現(xiàn)紅褐色的氫氧化鐵沉淀。

②因?yàn)閆n 的化學(xué)性質(zhì)與 Al 相似，能與堿發(fā)生反應(yīng)放出氫氣，根據(jù)向黑色固體中加入足量的 NaOH 溶液，產(chǎn)生氣泡，說明有Zn存在，ii 中剩余固體用蒸餾水洗滌后，加入稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡，說明含有金屬Fe； iv.向 iii 反應(yīng)后的溶液中滴加 KSCN 溶液無變化，說明沒有Fe3+，無法確定是否有Fe3O4, 因?yàn)?/span>Fe3+可與鐵繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+，導(dǎo)致VI中檢測(cè)不到Fe3+ 。所以黑色固體中一定含有的物質(zhì)是Fe和Zn。答案：Fe和Zn。

b．因?yàn)?/span>Fe3O4也是黑色固體，也可以被磁鐵吸引，但是上述實(shí)驗(yàn)無法確定黑色固體中是否含有 Fe3O4，理由是III中若存在Fe3O4,稀鹽酸和Fe3O4反應(yīng)，產(chǎn)生的Fe3+可與鐵繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+，導(dǎo)致VI中檢測(cè)不到Fe3+。所以不能確定是否存在Fe3O4 。

（4）本實(shí)驗(yàn)的目的是探究 1．0 mol/L FeCl3 溶液中 Fe3+和 H+氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱。所以鹽酸和FeCl3 溶液的濃度和體積應(yīng)該相同，所以應(yīng)該選擇5mL 1.0mol.L-1的鹽酸做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。