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考点三 铁、铜及其重要化合物
[题组训练·考能]
1.(2022·温州八校联考)目前钢铁是日常生活中使用最广泛的金属,下列关于铁的一些说法正确的是 ( )。
A.常温下浓硫酸与铁不反应,故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸
B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3
C.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2<Fe(OH)3
D.Fe3O4溶解于盐酸既有FeCl2又有FeCl3生成,故Fe3O4属于混合物
解析 A项,常温下铁在浓硫酸中钝化,钝化是化学变化,错误;B项,铁与碘化合生成FeI2,错误;C项正确;D项,四氧化三铁是纯洁物,错误。
答案 C
2.下列常见试验的现象或表述正确的是 ( )。
A.向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色,该溶液中肯定含有Fe2+
B.为检验红砖中铁的价态,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液变为红色,说明红砖中只有三氧化二铁
C.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
D.将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中,滴加KSCN溶液,消灭血红色,说明检验前该试样已变质
解析 B项中不能证明红砖中是否含有二价铁,B错;C项中制备氢氧化亚铁时为了防止氧化不能搅拌,C错;D项中稀硝酸具有氧化性,可以把Fe2+氧化为Fe3+,D错。故选A。
答案 A
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(1)Fe在Cl2中燃烧,无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。
(2)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外,还可用化合反应:2FeCl3+Fe===3FeCl2;生成Fe(OH)3除了用Fe3+与碱的复分解反应外,还可用化合反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(3)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉),又要防水解(加入盐酸);配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止其水解。
(4)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO,而是生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。
(5)常用灼热的铜粉除去N2中的O2,灼热的CuO除去CO2中的CO。
(6)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。
(7)Cu和肯定量的浓HNO3反应,产生的是NO2和NO的混合气体,当Cu有剩余,再加入稀H2SO4,Cu连续溶解。
3.(2021·天津卷,9)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学争辩性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸取有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的试验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检验装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
④……
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为_______________________________。
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是________________。
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所实行的措施有(填步骤序号)____________。
(4)装置B中冷水浴的作用为_______________________________________;
装置C的名称为________;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸取Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:__________________________。
(5)在虚线框中画出尾气吸取装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸取H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在肯定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为____________________________。
(7)电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为____________________________。
(8)综合分析试验Ⅱ的两个反应,可知该试验有两个显著优点:
①H2S的原子利用率为100%;
②____________________________________________________________。
解析 (1)装置A中Fe在加热条件下与Cl2反应生成FeCl3:2Fe+3Cl22FeCl3。
(2)依据题目信息可知,加热时FeCl3固体易升华,所以沉积在装置A右端的FeCl3经加热使其变为气体而进入收集器。
(3)要防止FeCl3潮解,则装置中不能存在水蒸气,从试验步骤表述中分析,②⑤都涉及“干燥”,其目的都是防止FeCl3潮解。
(4)进入收集器的FeCl3为气体,经装置B中的冷水冷却后而沉积下来,便于收集产品。Fe2+的检验可用K3[Fe(CN)6]溶液,Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀。
(5)由于尾气中含有未反应的有毒气体氯气,可用盛有NaOH溶液的装置吸取,并将导管插入液面下。
(6)Fe3+具有氧化性,H2S具有还原性,二者发生氧化还原反应:2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。
(7)FeCl3与H2S反应后的溶液中,主要存在Fe2+、H+和Cl-。电解时,H+在阴极得到电子生成H2,由于还原性Fe2+>Cl-,所以Fe2+在阳极失去电子生成Fe3+:Fe2+-e-===Fe3+。
(8)FeCl3与H2S反应后的溶液经电解后又生成FeCl3,FeCl3得到循环利用。
答案 (1)2Fe+3Cl22FeCl3 (2)在沉积的FeCl3固体下方加热 (3)②⑤ (4)冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液
(5)
(6)2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
(7)Fe2+-e-===Fe3+ (8)FeCl3得到循环利用
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