【題目】為探究FeCl3溶液中的離子平衡和離子反應(yīng),某小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

(1)配制50 mL 1.0 mol·L1的FeCl3溶液,測其pH約為0.7,即c(H+) = 0.2 mol·L1

用化學(xué)用語解釋FeCl3溶液呈酸性的原因: 。

下列實(shí)驗(yàn)方案中,能使FeCl3溶液pH升高的是 (填字母序號)。

a. 加水稀釋 b. 加入FeCl3固體

c. 滴加濃KSCN溶液 d. 加入NaHCO3固體

(2)小組同學(xué)利用上述FeCl3溶液探究其與足量鋅粉的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如下:

操作

現(xiàn)象

向反應(yīng)瓶中加入6.5 g鋅粉,然后加入50 mL 1.0 mol·L1的FeCl3溶液,攪拌

溶液溫度迅速上升,稍后出現(xiàn)紅褐色沉淀,同時(shí)出現(xiàn)少量氣泡;反應(yīng)一段時(shí)間后靜置,上層溶液為淺綠色,反應(yīng)瓶底部有黑色固體

收集檢驗(yàn)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體

集氣管口靠近火焰,有爆鳴聲

已知:Zn的性質(zhì)與Al相似,能發(fā)生反應(yīng):Zn + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2

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

用離子方程式解釋反應(yīng)后溶液為淺綠色的原因: 。

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. 小組同學(xué)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 。

(3)為進(jìn)一步探究上述1.0 mol·L1 FeCl3溶液中Fe3+和H+氧化性的相對強(qiáng)弱,繼續(xù)實(shí)驗(yàn)并觀察到反應(yīng)開始時(shí)現(xiàn)象如下:

操作

現(xiàn)象

將5 mL 1.0 mol·L1的FeCl3溶液與0.65 g鋅粉混合

溶液溫度迅速上升,開始時(shí)幾乎沒有氣泡

與0.65 g鋅粉混合

溶液中立即產(chǎn)生大量氣泡

小組同學(xué)得出結(jié)論:在1.0 mol·L1 FeCl3溶液中,F(xiàn)e3+的氧化性比H+更強(qiáng)。

【答案】

(1)① Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+; acd

(2)① 溶液溫度升高,反應(yīng)過程中出現(xiàn)H2使溶液中c(H+)降低,都會促進(jìn)Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+正向移動,出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀 2Fe3+ + Zn = 2Fe2+ + Zn2+; a. Fe和Zn;b. iii中,若存在Fe3O4,稀鹽酸與Fe3O4反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+,導(dǎo)致在iv中檢測不到Fe3+,與沒有Fe3O4得到的iv中現(xiàn)象相同

(3)5 mL 0.2 mol·L-1(或pH = 0.7)的鹽酸 (可不考慮Cl-對反應(yīng)的影響)

【解析】

試題分析(1)①FeCl3溶液呈酸性是因?yàn)槁然F水解的結(jié)果,故答案為:Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+

a. 加水稀釋,盡管促進(jìn)氯化鐵水解,但氫離子濃度減小,pH增大,正確;b. 加入FeCl3固體,氯化鐵溶液的濃度增大,水解程度減小,但氫離子濃度增大,pH減小,錯(cuò)誤;c. 滴加濃KSCN溶液,使得鐵離子濃度減小,Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+逆向移動,酸性減弱,pH增大,正確;d. 加入NaHCO3固體,使得氫離子濃度減小,pH增大,正確;故選acd;

(2)①溶液溫度升高,反應(yīng)過程中出現(xiàn)H2使溶液中c(H+)降低,都會促進(jìn)Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+正向移動,出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀,故答案為:溶液溫度升高,反應(yīng)過程中出現(xiàn)H2使溶液中c(H+)降低,都會促進(jìn)Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+正向移動,出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀;

鋅與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子,使得反應(yīng)后溶液為淺綠色,故答案為:2Fe3+ + Zn = 2Fe2+ + Zn2+;

③a. 黑色固體可以被磁鐵吸引說明含有鐵,向黑色固體中加入足量的NaOH溶液,產(chǎn)生氣泡,說明含有鋅,因此黑色固體中一定鐵和鋅故答案為:Fe和Zn;

b. iii中,若存在Fe3O4,稀鹽酸與Fe3O4反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+,導(dǎo)致在iv中檢測不到Fe3+,與沒有Fe3O4得到的iv中現(xiàn)象相同,故答案為:iii中,若存在Fe3O4,稀鹽酸與Fe3O4反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2+,導(dǎo)致在iv中檢測不到Fe3+,與沒有Fe3O4得到的iv中現(xiàn)象相同;

(3)要使得溶液中立即產(chǎn)生大量氣泡,可以用5 mL 0.2 mol·L-1的鹽酸于鋅反應(yīng),根據(jù)探究目的:比較1.0 mol·L1 FeCl3溶液中Fe3+和H+氧化性的相對強(qiáng)弱。將5 mL 1.0 mol·L1的FeCl3溶液與0.65 g鋅粉混合,溶液溫度迅速上升,開始時(shí)幾乎沒有氣泡,說明發(fā)生鐵離子與鋅的氧化還原反應(yīng),而不是水解生成的氫離子與鋅反應(yīng),從而說明在1.0 mol·L1 FeCl3溶液中,F(xiàn)e3+的氧化性比H+更強(qiáng),故答案為:5 mL 0.2 mol·L-1的鹽酸。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】利用太陽能熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水制氫反應(yīng)過程如下圖所示:

(1) 反應(yīng)中涉及的熱化學(xué)方程式為:

H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177.3 kJ·mol1

2SO3(g) = 2SO2(g)+O2(g) ΔHa kJ·mol1

2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550.2 kJ·mol1 a

(2)反應(yīng)得到的產(chǎn)物可用I2進(jìn)行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層 含低濃度I2H2SO4溶液層和高濃度的I2HI溶液層。

①區(qū)分兩層溶液可加入的試劑為 (填化學(xué)式)。

②下列說法正確的是 (填序號)。

A. SO2在反應(yīng)中作氧化劑

B. 加過量I2前,H2SO4溶液和HI不互溶

C. 兩層溶液的密度存在差異

D. I2HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

(3)用氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4x)作催化劑,利用太陽能熱化學(xué)循環(huán)分解H2O也可制H2,其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如右圖所示。

①氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4x)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為

②若x0.15,則1 mol CuFe2O4參與該循環(huán)過程理論上一次能制得標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2體積為 L。

CuFe2O4可用電化學(xué)方法得到,其原理如圖所示,則陽極的電極反應(yīng)式為 。

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【題目】已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下:

溫度/ ℃

700

800

830

1000

1200

平衡常數(shù)

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

830℃時(shí),向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B,反應(yīng)初始4 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.005mol/(L·s)。下列說法正確的是

A. 4 s時(shí)c(B)為0.38 mol/L

B. 830℃達(dá)平衡時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為20%

C. 反應(yīng)達(dá)平衡后,升高溫度,平衡正向移動

D. 1200℃時(shí)反應(yīng)C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)為0.4

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