Question

類比是化學(xué)學(xué)習(xí)中常用的方法之一，已知硝酸能把鐵氧化成 Fe （ NO₃）₃，但當(dāng)鐵過量時，產(chǎn)物是 Fe （NO₃）₂．某同學(xué)受此啟發(fā)，提出一個相似的觀點：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng) C1₂ 足量時生成 FeC1₃，當(dāng)鐵粉過量時產(chǎn)物是 FeCl₂．為驗證該觀點是否正確，該同學(xué)將一根細的純鐵絲分別在足量和少量的 C1₂ 中點燃，取其表面生成物并分別編號為 A、B，然后通過實驗確定其成分．
探究過程如下：
提出假設(shè)：A 是 FeCl₃，B 是 FeCl₂．
（1）設(shè)計實驗方案：分別取 A、B 的溶液均進行以下實驗，但實驗現(xiàn)象相同．請?zhí)顚懴卤碇械南鄳?yīng)空格．

實驗方法	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
分別向A、B溶液中加KSCN溶液		固體物質(zhì)中有FeCl3
分別向KMnO4溶液中加適量A、B溶液	KMnO4溶液顏色無明顯變化	固體物質(zhì)中不含

（2）根據(jù)上述實驗結(jié)論，寫出C1₂與鐵粉加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）為進一步探究 FeC1₃ 溶液的性質(zhì)，他又利用 A 溶液做了如下一些實驗，其中明顯錯誤的是

 

（填寫序號）．
A．將 A 溶液滴入淀粉碘化鉀溶液中，可得到藍色液體，該液體能產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象
B．向 A 溶液中加入少量鐵粉，鐵粉溶解，溶液顏色加深
C．在 A 溶液中滴加NaOH濃溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀
D．將 A 溶液加熱蒸干并灼燒，得到FeC1₃固體
（4）FeCl₃溶液常作印刷電路銅板腐蝕劑，腐蝕后的廢液中含有 FeC1₃、FeCl₂、CuCl₂，
某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們設(shè)計了兩種從廢液中回收 Cu的方案：
方案1：向廢液中加入過量的鐵粉，充分反應(yīng)后，過濾．在所得濾渣中加入足量的鹽酸，充分反應(yīng)后，再過濾即得到銅．該方案中涉及的四種陽離子的氧化性由強到弱的順序為：

 

方案2：在廢液中加入適量的鹽酸調(diào)節(jié)溶液的 pH=1，用銅和石墨作電極進行電解．當(dāng)觀察到陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時，即停止電解，這時要回收的 Cu 已全部析出．該方案中銅作

 

極，該電極上所發(fā)生的電極反應(yīng)為（若有多個電極反應(yīng)，請按照反應(yīng)發(fā)生的先后順序全部寫出）

 

．方案2 在電極上直接回收銅，操作上比方案 1 簡便，但方案 2 也有不足之處，主要表現(xiàn)為：

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,二價Fe離子和三價Fe離子的檢驗

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）鐵離子和硫氰根離子反應(yīng)生成血紅色硫氰化鐵，亞鐵離子具有還原性能被酸性高錳酸鉀氧化；
（2）在加熱條件下，氯氣和鐵反應(yīng)生成氯化鐵；
（3）A．鐵離子能氧化碘離子生成碘單質(zhì)；
B．鐵離子與Fe反應(yīng)生成亞鐵離子；
C．鐵離子與NaOH溶液生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；
D．將FeC1₃溶液加熱蒸干并灼燒，得到Fe₂O₃固體；
（4）方案一：在自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性；
方案二：用銅和石墨作電極進行電解，Cu作陰極，石墨作陽極，陰極上陽離子得電子，陽極上氯離子失電子生成氯氣．

解答： 解：（1）鐵離子和硫氰根離子反應(yīng)生成血紅色硫氰化鐵，分別向A、B溶液中加KSCN溶液，溶液中含有氯化鐵，鐵離子和硫氰化鉀反應(yīng)反應(yīng)而使溶液呈血紅色，亞鐵離子具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，如果向分別向KMnO₄溶液中加入適量A、B溶液，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不含氯化亞鐵，
故答案為：溶液變紅色；FeCl₂；
（2）在加熱條件下，鐵在氯氣中反應(yīng)生成氯化鐵，反應(yīng)方程式為：2Fe+3Cl₂

△   .

2FeCl₃，
故答案為：2Fe+3Cl₂

△   .

2FeCl₃；
（3）A．鐵離子能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，所以滴入淀粉碘化鉀溶液中，可得到藍色液體，淀粉溶液為膠體，則能產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象，故A正確；
B．鐵離子與Fe反應(yīng)生成亞鐵離子，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，溶液顏色變淺，故B錯誤；
C．溶液中存在鐵離子，加氫氧化鈉溶液，鐵離子與NaOH溶液生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，故C正確；
D．將FeC1₃溶液加熱促進鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀，同時生成的HCl揮發(fā)，也能使水解平衡正移，蒸干并灼燒氫氧化鐵分解，得到Fe₂O₃固體，故D錯誤；
故答案為：BD；
（4）在自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，反應(yīng)方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，銅離子和鐵反應(yīng)方程式為：Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，鐵離子和銅的反應(yīng)方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，鐵和氫離子反應(yīng)方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，所以四種陽離子的氧化性由強到弱的順序為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺，
故答案為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；
方案二：回收銅，則銅不能作陽極，用銅和石墨作電極進行電解，Cu作陰極，石墨作陽極，陰極上陽離子得電子氧化性強的先得電子，則陰極上Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺依次得電子，則電極反應(yīng)為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺、Cu²⁺+2e^-=Cu、2 H⁺+2e^-=H₂↑，陽極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣有毒會污染空氣，使用電解裝置，成本較高；
故答案為：陰；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺、Cu²⁺+2e^-=Cu、2 H⁺+2e^-=H₂↑；有污染性氣體C1₂ 產(chǎn)生；使用了電解裝置，成本較高．

點評：本題考查了實驗探究物質(zhì)的組成、電解原理的應(yīng)用等，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道氧化性強弱的判斷方法，亞鐵離子和鐵離子的檢驗是�？疾辄c，題目難度中等．