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(guò)量時(shí)，產(chǎn)物是 Fe ( NO₃ ) ₂ 。某同學(xué)受此啟發(fā)，提出一個(gè)相似的觀點(diǎn)：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng) C1₂ 足量時(shí)生成 FeC1₃ , 當(dāng)鐵粉過(guò)量時(shí)產(chǎn)物是 FeCl₂。為驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一根細(xì)的純鐵絲分別在足量和少量的 C1₂ 中點(diǎn)燃，取其表面生成物并分別編號(hào)為 A、B ，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其成分。探究過(guò)程如下：

( 1 ）提出假設(shè)： A 是 FeCl₃, B 是 FeCl ₂。

( 2 ）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：分別取 A、B 的溶液均進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表中的相應(yīng)空格。

( 3 ）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫(xiě)出 C1₂ 與鐵粉加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

_________________________________________________________________。

( 4 ）為進(jìn)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(shí)驗(yàn)，其中明顯錯(cuò)誤的是____________________。

A．將 A 溶液滴入沸水中，并繼續(xù)加熱得到紅褐色液體，該液體能產(chǎn)生丁達(dá)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 Na OH 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

( 5 ）實(shí)際應(yīng)用：

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?cè)O(shè)計(jì)了兩種從廢液中回收 Cu的方案：

方案1：向廢液中加人過(guò)量的鐵粉，充分反應(yīng)后，過(guò)濾。在所得濾渣中加人足量的鹽酸，充分反后，再過(guò)濾即得到銅。方案 1 中涉及的四種陽(yáng)離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/p>

_____________________________________。

方案2 ：在廢液中加人適量的鹽酸調(diào)節(jié)溶液的 pH = 1 ，用銅和石墨作電極進(jìn)行電解。當(dāng)觀察到陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時(shí)，即停止電解，這時(shí)要回收的 Cu 已全部析出。方案 2 中銅作_________極，所發(fā)生的電極反應(yīng)為（若有多個(gè)電極反應(yīng)，請(qǐng)按照反應(yīng)發(fā)生的先后順序全部寫(xiě)出）___________________________________________________

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

Answer 1

（2）溶液變紅色（1分） FeCl₂ ( 1 分） ( 3 ) 2Fe十3Cl₂2FeCl₃ ( l 分）

( 4 ) BD (2分） ( 5 ）方案 1 : Fe³⁺ ＞Cu²⁺ > H ⁺ > Fe²⁺ ( l 分）

方案 2 ：陰（ l 分） 2Fe ³⁺＋ 2e ^一＝ 2Fe²⁺ ;

Cu²⁺ + 2e ^一＝Cu ( l 分）;

2H ⁺ + 2e^一＝H₂ ↑； ( l 分）

① 污染性氣體 C1₂ 產(chǎn)生（ l 分） ② 使用了電解裝置，成本較高等。（ l 分）

解析:

Fe³⁺遇 SCN^一變紅色。 Fe²⁺能使 KMnO₄ 溶液褪色； FeC1₃ 溶液加人鐵粉，將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，顏色變淺； FeC1₃溶液加熱蒸干最后得到的是三氧化二鐵， ( 5 ）向廢液中加人過(guò)量的鐵粉，鐵粉首先和三價(jià)鐵離子反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子，然后和銅離子反應(yīng)，再加人鹽酸，鹽酸和過(guò)量的鐵粉反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，由此知四種離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镕e³⁺ ＞Cu²⁺ > H⁺ ＞Fe²⁺，方案 2 中用銅作陰極，電極上的反應(yīng)為 2Fe³⁺＋2e^一＝ 2Fe²⁺ ，然后 Cu²⁺＋2e^一＝Cu , 2H⁺十2e^一＝H ₂↑ , 不足之處，陽(yáng)極會(huì)產(chǎn)生氯氣污染，會(huì)消耗大量的電能等。