Question

13．鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題．
（1）氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板的腐蝕劑，反應的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；從腐蝕廢液中回收金屬銅還需要的試劑是過量的鐵粉和稀鹽酸．
（2）鐵紅是一種紅色顏料，其成分是Fe₂O₃，將一定量的鐵紅溶于160mL5mol•L^-1鹽酸中，再加入一定量鐵粉恰好溶解，收集到2.24L氫氣（標準狀況），溶液中鐵元素的存在形式為Fe²⁺（填離子符號），檢驗該離子的實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論是取少量待測液于試管中，滴入酸性的高錳酸鉀溶液，紫色褪去，則含有二價鐵離子；參加反應的鐵粉的質(zhì)量為11.2g．

Answer 1

分析 （1）氯化鐵與銅發(fā)生氧化還原反應生成氯化銅和氯化亞鐵；從腐蝕廢液中回收金屬銅，應加入過量的鐵粉，使鐵與銅離子反應置換銅，然后用過量的鹽酸溶解剩余的鐵粉；
（2）鐵先與Fe³⁺反應，然后再與氫離子反應；二價鐵離子具有還原性能夠還原酸性的高錳酸鉀；結(jié)合反應的離子方程式計算．

解答 解：（1）氯化鐵與銅發(fā)生氧化還原反應生成氯化銅和氯化亞鐵，離子方程式：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
從腐蝕廢液中回收金屬銅，應加入過量的鐵粉，使鐵與銅離子反應置換銅，然后用過量的鹽酸溶解剩余的鐵粉；
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；過量的鐵粉和稀鹽酸；
（4）鐵紅與過量的鹽酸反應生成氯化鐵，加入鐵粉后鐵先與Fe³⁺反應，然后再與氫離子反應，因為有氫氣生成，所以溶液中不存在三價鐵，只存在二價鐵離子；二價鐵離子具有還原性能夠還原酸性的高錳酸鉀，能夠使酸性的高錳酸鉀褪色，所以檢驗方法為：取少量待測液于試管中，滴入酸性的高錳酸鉀溶液，紫色褪去，則含有二價鐵離子；
氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
由關(guān)系式Fe～2HCl～H₂，得到
    0.1mol  0.2mol  0.1mol
根據(jù)氯原子守恒，所以氯化鐵的物質(zhì)的量為：$\frac{1}{3}$×（0.16L×5mol/L-0.2mol）=0.2mol，
Fe～2FeCl₃
0.1mol 0.2mol
所以參加反應的鐵粉的質(zhì)量為：（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
故答案為：Fe²⁺；取少量待測液于試管中，滴入酸性的高錳酸鉀溶液，紫色褪去，則含有二價鐵離子；11.2g．

點評 本題考查了金屬單質(zhì)及其化合物性質(zhì)的綜合應用、離子方程式的書寫及有關(guān)方程式的計算，題目難度中等，明確金屬單質(zhì)及其化合物的物質(zhì)的性質(zhì)及發(fā)生的反應是解題關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．