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题型:简答题
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简答题 · 11 分

19.某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。

资料:

i.Fe3+ 在水溶液中以水合铁离子的形式存在,如[Fe(H2O)6]3+

[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:

[Fe(H2O)6]3+(几乎无色) + nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色) + nH3O+n = 0~6) ;

ii. [FeCl4(H2O)2]-为黄色。

进行实验:

实验I:

实验II:

分别用试管①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。透光率越小,溶液颜色越深;透光率越大,溶液颜色越浅。

图1 Fe(NO33溶液透光率随温度变化曲线

图2  FeCl3溶液透光率随温度变化曲线

(1)实验I中,试管②溶液变为无色的原因是_______________。

(2)实验I中,试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关,支持此结论的实验现象是__________________。

(3)由实验II图1、2可知:加热时,溶液颜色_________(填“变浅”、“变深”或“不变”)。

(4)由实验II,可以得出如下结论:

[结论一] FeCl3溶液中存在可逆反应:[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-

得出此结论的理由是_________。

[结论二] 结论一中反应的ΔH _________(填“>0”或“<0”)。

(5) 实验小组同学重新设计了一个实验证明(4)中结论一。实验方案:取试管①中溶

液,__________________(请描述必要的实验操作和现象)。

正确答案

(1)由已知:[Fe(H2O)6]3++ nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+ nH3O+加入HNO3后,c(H+)增大,导致此平衡逆向移动,溶液由黄色变为无色。

(2)试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液黄色。

(3)变深

(4)理由:升高或降低相同温度时,FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO33溶液,说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外,还存在[FeCl4(H2O)2]- +4H2O   [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-ΔH  < 0

(5)先滴加HNO3,再滴加几滴NaCl溶液,最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。若通过以上操作,经由先褪色再变黄后的溶液,透光率随温度升高而减小,随温度下降而增大,则证明了(4)中结论一。

解析

(1)由题给信息和化学平衡知识进行分析解答;由于溶液中存在平衡:[Fe(H2O)6]3++ nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+ nH3O+ ,所以加入HNO3后,c(H+)增大,导致此平衡逆向移动,溶液由黄色变为无色。

(2)通过对比可以看出试管②加入等量的HNO3后,溶液变为无色,而④中加入等量的HNO3后,溶液仍然为黄色,而②、④的区别为:②中含有[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n、④中含有[FeCl4(H2O)2]-;所以试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液黄色。

(3)由于透光率越小,溶液颜色越深;由实验II图1、2可知温度升高后,透光率减小,所以溶液颜色变深

(4)由实验II图1、2可知升高或降低相同温度时,FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,则说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外,还存在[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-;由于温度升高,透光率越小,即溶液颜色越深,故反应[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-为放热反应,ΔH < 0;

(5)要证明FeCl3溶液中存在可逆反应:[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-可以先改变H+浓度,使平衡[Fe(H2O)6]3++ nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+ nH3O+发生移动,变为无色,再改变Cl-浓度,然后再测此溶液透光率随温度改变的变化情况。先滴加HNO3,再滴加几滴NaCl溶液,最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。若通过以上操作,经由先褪色再变黄后的溶液,透光率随温度升高而减小,随温度下降而增大,则证明了(4)中结论一。

考查方向

以Fe3+在水溶液中的颜色变化探究Fe3+在水溶液中的行为,进而考查化学实验方案的设计能力和分析问题的能力。

解题思路

(1)由题给信息和化学平衡知识进行分析解答;

(2)通过对比可以看出试管②加入等量的HNO3后,溶液变为无色,而④中加入等量的HNO3后,溶液仍然为黄色,而②、④的区别为:②中含有[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n、④中含有

[FeCl4(H2O)2]-

(3)由实验II图1、2可知温度升高后,透光率减小,所以溶液颜色变深

(4)由实验II图1、2可知升高或降低相同温度时,FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,则说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外,还存在[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl- ;由于温度升高,透光率越小,即溶液颜色越深,故反应[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-为放热反应;

(5)要证明FeCl3溶液中存在可逆反应:[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-可以先改变H+浓度,使平衡[Fe(H2O)6]3++ nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+ nH3O+发生移动,变为无色,再改变Cl-浓度,最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。

易错点

不能准确观察和整合题给信息;不能通过实验现象准确分析反应实质,不能进行有效的实验设计和分析。

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
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题型:简答题
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简答题 · 4 分

21.类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是(   ) A.CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子B.SiH4的沸点高于CH4,推测H2Se的沸点高于H2SC.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3D.NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr

正确答案

AB

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
1
题型: 多选题
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多选题 · 4 分

21.类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是

ACO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子

BSiH4的沸点高于CH4,推测H2Se的沸点高于H2S

CFe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3

DNaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr

正确答案

A,B

解析

A.O和S是同族元素,故形成的CO2和CS2都是直线形分子,正确;B.C和Si,Se和S都分别为同族元素,所形成的氢化物都为分子晶体,沸点取决于分子间作用力的大小,分子间作用力大小可以用相对分子质量来比较,正确;C.因I2的氧化性较弱,故与铁反应生成为FeI2,错误;D.浓硫酸氧化性很强,会将HBr氧化为Br2,错误。故选AB。

考查方向

考查推理方法在掌握化学知识中的合理运用。

解题思路

分子晶体的溶沸点要考虑是否有氢键的存在。I2的氧化性弱于Cl2,只能把铁氧化到亚铁。

易错点

由于各种物质组成和结构具有一定的差异性,运用类推法时一定不能完全照搬。

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
1
题型: 单选题
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单选题 · 3 分

6.下列反应的产物中,存在+3价铁元素或氮元素的是

A过量的铁丝在氯气燃烧

B过量的铁粉与溴水反应

C烧碱溶液吸收NO2

D硝酸铜受热分解

正确答案

A

解析

A.过量的铁丝在氯气燃烧,只能生成FeCl3,故选A;

B.过量的铁粉与溴水反应,生成的溴化铁最终被过量的铁还原为溴化亚铁;

C.2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;

D.2Cu(NO3)2 2CuO +4NO2↑+O2↑。

考查方向

物质化学性质。

解题思路

熟悉相关物质的化学性质。

易错点

“过量的铁丝在氯气燃烧”与溶液中的过量铁的反应混淆而漏选A。

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

氯化铁是常见的水处理剂,工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:

8.试写出吸收塔中吸收剂Q反应的离子方程式:                                    

9.六水合氯化铁在水中的溶解度如下:

从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、                        、过滤、洗涤、干燥。再由FeCl3·6H2O晶体得到无水FeCl3的操作是:                       

10.常温下,若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀,pH=4时,溶液中c(Fe3+)=     mol·L-1。(常温下Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38)。

11.氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,写出SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式                                                                           

12.向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀,写出该沉淀的化学式         。请用平衡移动的原理,结合必要的离子方程式,对此现象作出解释                           

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

2Fe2+ + Cl2= 2Fe3+ + 2Cl

解析

吸收剂Q为氯化亚铁,尾气主要成分为氯气,二者反应的离子方程式为:

2Fe2+ + Cl2= 2Fe3+ + 2Cl

考查方向

本题主要考查了利用所学知识正确分析化学工艺流程的能力。

解题思路

本题首先分析氯化铁制备的工艺流程,得出两条制备线:主线是通过铁屑在氯气中燃烧得到氯化铁固体,再经过捕集、冷却直接得到无水氯化铁;支线是利用氯化亚铁吸收主线产生的尾气中的氯气,再向形成的氯化铁溶液中加入少量盐酸,加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体,再在干燥的HCl气流中加热得到无水氯化铁。

易错点

本题容易在利用化学平衡移动的原理解释问题方面出现错误。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

蒸发浓缩 冷却结晶  将FeCl3·6H2O晶体在干燥的HCl气流中加热

解析

从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;再由FeCl3·6H2O晶体得到无水FeCl3的操作是:将FeCl3·6H2O晶体在干燥的HCl气流中加热

考查方向

本题主要考查了利用所学知识正确分析化学工艺流程的能力。

解题思路

本题首先分析氯化铁制备的工艺流程,得出两条制备线:主线是通过铁屑在氯气中燃烧得到氯化铁固体,再经过捕集、冷却直接得到无水氯化铁;支线是利用氯化亚铁吸收主线产生的尾气中的氯气,再向形成的氯化铁溶液中加入少量盐酸,加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体,再在干燥的HCl气流中加热得到无水氯化铁。

易错点

本题容易在利用化学平衡移动的原理解释问题方面出现错误。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

4.0×10-8

解析

常温下,溶液的pH=4时,c(OH)=1.0×10-10mol·L-1,而此时:

Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+c3(OH)=4×10-38,故可求出c(Fe3+)=4.0×10-8 mol·L-1

考查方向

本题主要考查了利用所学知识正确分析化学工艺流程的能力。

解题思路

本题首先分析氯化铁制备的工艺流程,得出两条制备线:主线是通过铁屑在氯气中燃烧得到氯化铁固体,再经过捕集、冷却直接得到无水氯化铁;支线是利用氯化亚铁吸收主线产生的尾气中的氯气,再向形成的氯化铁溶液中加入少量盐酸,加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体,再在干燥的HCl气流中加热得到无水氯化铁。

易错点

本题容易在利用化学平衡移动的原理解释问题方面出现错误。

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

解析

SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

考查方向

本题主要考查了利用所学知识正确分析化学工艺流程的能力。

解题思路

本题首先分析氯化铁制备的工艺流程,得出两条制备线:主线是通过铁屑在氯气中燃烧得到氯化铁固体,再经过捕集、冷却直接得到无水氯化铁;支线是利用氯化亚铁吸收主线产生的尾气中的氯气,再向形成的氯化铁溶液中加入少量盐酸,加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体,再在干燥的HCl气流中加热得到无水氯化铁。

易错点

本题容易在利用化学平衡移动的原理解释问题方面出现错误。

第(5)小题正确答案及相关解析

正确答案

Fe(OH)3  Fe3+会水解产生较多的H+:Fe3++ 3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O,降低了H+浓度,使得水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀。

解析

氯化铁溶液中的Fe3+会发生如下水解:Fe3++ 3H2OFe(OH)3+3H+,产生了较多的H+,加入的CuO与H+反应生成Cu2+和H2O,降低了H+浓度,使得水解平衡正向移动,从而生成Fe(OH)3沉淀。

考查方向

本题主要考查了利用所学知识正确分析化学工艺流程的能力。

解题思路

本题首先分析氯化铁制备的工艺流程,得出两条制备线:主线是通过铁屑在氯气中燃烧得到氯化铁固体,再经过捕集、冷却直接得到无水氯化铁;支线是利用氯化亚铁吸收主线产生的尾气中的氯气,再向形成的氯化铁溶液中加入少量盐酸,加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体,再在干燥的HCl气流中加热得到无水氯化铁。

易错点

本题容易在利用化学平衡移动的原理解释问题方面出现错误。

1
题型: 单选题
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单选题 · 3 分

14.已知:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br,2Fe3++2I=2Fe2++I2

向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。

下列有关说法中,不正确的是

A还原性:I>Fe2+>Br

B原混合溶液中FeBr2的物质的量为3 mol

C当通入1mol Cl2时,溶液中已发生的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl

D原溶液中n(Fe2+) :n(I) :n(Br)=2 :1 :3

正确答案

C

解析

A.根据还原剂还原性强于还原产物的判断方法,可知该选项正确。

B.从图形的各曲线的起点能判断出各离子的起始物质的量分别为2/4/6mol,通入氯气后,根据还原性的强弱能判断出离子的分别为碘离子、亚铁离子、溴离子,故正确。

C.通入氯气先氧化碘离子,1mol氯气恰好能完全氧化溶液中的碘离子,故错误。

D.根据B的分析可知该选项正确。

考查方向

离子共存问题、卤素原子性质的比较、氧化性、还原性强弱的比较

解题思路

找准图形中关于离子物质的量的关系,准确判断出氧化性和还原性强弱得出反应的发生顺序。

易错点

氧化性、还原性强弱的比较,离子反应与量的关系

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
1
题型:简答题
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简答题 · 11 分

高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的绿色高效水处理剂。某学习小组用下图所示装置(夹持仪器已略去)制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO33溶液的反应制备K2FeO4查阅资料知K2FeO4的部分性质如下:①可溶于水、微溶于浓KOH溶液;②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定;③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解;④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。请回答下列问题:

23.仪器C和D中都盛有KOH溶液,其中C中KOH溶液的用途是_________________。

24.Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3。为保证反应生成KClO,需要将反应温度控制在0~5℃下进行,在不改变KOH溶液浓度的前提下,实验中可以采取的措施是__________________。

25.在搅拌下,将Fe(NO33饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,写出该反应的化学方程式___________;该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中,其原因是____________________。

26.制得的粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质。一种提纯方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L-1KOH溶液中,用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥。 ①第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是(填化学式)______________、___________,过滤时不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是_____________________②晶体用乙醇洗涤的原因是________________________。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

和氯气反应制备KClO

解析

从题意中不难发现该装置目的是制备KClO,因此必须氯气与氢氧化钾反应,从实验的绿色、环保角度就不难发现D需要吸收尾气。

考查方向

制备实验方案的设计、化学实验方案的评价

解题思路

物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。

易错点

题目给出的物质性质信息理解偏差

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

装置C加冰水浴冷却

解析

因为Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3。所以过程中必须保重反应物浓度较低且温度不能过高,这就必须采用冷却装置。

考查方向

制备实验方案的设计、化学实验方案的评价

解题思路

物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。

易错点

题目给出的物质性质信息理解偏差

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

2Fe(NO3)3 + 3KClO +10 KOH = 2K2FeO4 +3KCl + 6KNO3+5H2O  生成的K2FeO4在Fe3+催化作用下会发生分解

解析

滴加顺序的改变对实验结果影响较大,将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中,意味着硝酸铁溶液开始过量溶液中存在大量的三价铁离子,而Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解目标产物,所以需要避免Fe3+的出现,化学方程式的书写需要准确判断反应物和生成物,可知该反应为氧化还原反应,配平需要采用氧化还原配平方法保证得失电子相等。

考查方向

制备实验方案的设计、化学实验方案的评价

解题思路

物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。

易错点

题目给出的物质性质信息理解偏差

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

①Fe(OH)3  K2FeO4  滤纸在强碱条件下易被腐蚀②乙醇挥发时带走水分,防止K2FeO4与水发生反应

解析

粗产品为固体混合物,且氢氧化铁是一种难溶物质,根据可溶于水这一特征,采用重结晶的方法能将其分离,因此第一次分离的固体为氢氧化铁,第二次应用到重结晶方法,分理处的固体为K2FeO4 ,为除去水分达到干燥,利用乙醇的易挥发性带走固体表面的水

考查方向

制备实验方案的设计、化学实验方案的评价

解题思路

物质制备是中学化学实验教学的重要组成部分,也是高考对学生实验综合分析能力考查的重要载体,题型多变、涉及知识面广、思维发散空间大,这类题目或重现课本重要实验、或整合课本实验、或对课本实验进行探究创新,立足教材而又高于教材,准确把握制备物质的性质,充分考虑实验设计的安全、科学、合理、严谨、绿色。

易错点

题目给出的物质性质信息理解偏差

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题型:简答题
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简答题 · 15 分

9.多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为BaCO3,且含有铁、镁等离子),制备BaCl2.2H2O,工艺流程如下:

已知: ①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是3.4、12.4

②BaCO3的相对分子质量是197;BaCl2·2H2O的相对分子质量是244

回答下列问题:

(1)SiCl4发生水解反应的化学方程式___________________

(2)SiCl4用H2还原可制取纯度很高的硅,当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量,则该反应的热化学方程式为___________________

(3)加钡矿粉调节pH=7的作用是①使Fe3+完全沉淀;②______________________

(4)调节pH=7后,此时溶液中Fe3+的浓度为___________________。KSP[Fe(OH)3]=4.0

(5)生成滤渣A的离子方程式___________________________

(6)BaCl2滤液经_________、________、过滤、________,再经真空干燥后得到BaCl2.2H2O

(7)10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O________吨。

正确答案

(1)SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl

(2)SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)   △H= +236 kJ/mol

(3)使BaCO3转化为BaCl2

(4)2.2×10-17mo/L

(5)Mg2++2OH= Mg(OH)2

(6)蒸发浓缩,降温结晶   洗涤

(7)9.76

解析

水解方程式为SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl,将方程式SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)△H1=+47kJ/mol和SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)△H2=+189kJ/mol相加得SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ/mol,

故答案为:SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ/mol;使Fe3+完全沉淀;盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡和二氧化碳、水,加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2,同时使使Fe3+完全沉淀,故答案为:使Fe3+完全沉淀,使BaCO3转化为BaCl2;从溶液中制取固体的方法是:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤,故答案为:蒸发浓缩;过滤.计算需要应用元素守恒。

考查方向

主要考查学生物质分离提纯、元素守恒、化学反应与能量变化、难溶电解质的沉淀溶解平衡计算、离子反应方程式书写

解题思路

工业流程解题的基本思路和原则是“更好、更快、更经济、更环保”

易错点

题干信息提取、热化学方程式书写注意事项、物质分离提纯发选择

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

19.草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产锂电池的原材料,也常用作分析试剂及显影剂等,其制备流程如下:

(1)配制硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液时,需加少量硫酸,目的是_______________。

(2)加热到沸腾时发生反应的化学方程式为______________________。

(3)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,溶液变为棕黄色,    同时有气体生成。已知反应中MnO4-转化为无色的Mn2+,则该过程中被氧化的元素是_________。若反应中消耗l mol FeC2O4·2H2O,则参加反应的n(KMnO4)=______。

(4)草酸亚铁晶体在氩气气氛中进行热分解,结果如下图所示(TG%表示残留固体质    量占原样品总质量的百分数),请回答下列问题:

①A→B发生反应的化学方程式为________________。

②精确研究表明,B→C实际上是分两步进行的,每一步只释放一种气体,第二步释放的气体相对分子质量较第一步大,则第一步释放的气体的化学式是_______;释放第二种气体时的化学方程式为___________。

正确答案

(1)抑制Fe2+水解;

(2)(NH4)2Fe(SO4)2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4·2H2O↓+H2SO4+(NH4)2SO4

(3)铁、碳;0.6mol;

(4)①FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O;②CO;FeCO3FeO+CO2

解析

(1)Fe2+易水解,配制硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液时,需加少量硫酸,目的是抑制Fe2+水解;

(2)加热到沸腾时,(NH4)2Fe(SO4)2和H2C2O4反应生成FeC2O4·2H2O、H2SO4、(NH4)2SO4;化学方程式为(NH4)2Fe(SO4)2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4·2H2O↓+H2SO4+(NH4)2SO4

(3)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,溶液变为棕黄色,同时有气体生成。说明亚铁离子被氧化成铁离子,同时生成了二氧化碳,,则该过程中被氧化的元素是铁、碳;若反应中消耗l mol FeC2O4·2H2O,失电子为3mol,则参加反应的n(KMnO4)=0.6mol;

(4)FeC2O4·2H2O相对分子质量为180,设FeC2O4·2H2O为1mol,第一步反应后减少36g,正好是2molH2O;第二步反应后,剩余质量为72g,是FeO;第二步生成气体72g,是一氧化碳和二氧化碳的混合气体,物质的量之比1:1;

①通过剩余固体的质量可知,过程Ⅰ发生的反应是草酸亚铁晶体受热失去结晶水,反应的化学方程式为:FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O;

②精确研究表明,B→C实际上是分两步进行的,每一步只释放一种气体,第二步释放的气体相对分子质量较第一步大,则第一步释放的气体的化学式是CO;释放第二种气体时的化学方程式为FeCO3FeO+CO2

考查方向

制取目标物质、化学方程式书写

解题思路

(1)Fe2+易水解,配制硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液时,需加少量硫酸,目的是抑制Fe2+水解;

(2)加热到沸腾时,(NH4)2Fe(SO4)2和H2C2O4反应生成FeC2O4·2H2O、H2SO4、(NH4)2SO4

(3)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,溶液变为棕黄色,同时有气体生成。说明亚铁离子被氧化成铁离子,同时生成了二氧化碳,,则该过程中被氧化的元素是铁、碳;若反应中消耗l mol FeC2O4·2H2O,失电子为3mol,则参加反应的n(KMnO4)=0.6mol;

(4)FeC2O4·2H2O相对分子质量为180,设FeC2O4·2H2O为1mol,第一步反应后减少36g,正好是2molH2O;第二步反应后,剩余质量为72g,是FeO;第二步生成气体72g,是一氧化碳和二氧化碳的混合气体,物质的量之比1:1;

①通过剩余固体的质量可知,过程Ⅰ发生的反应是草酸亚铁晶体受热失去结晶水,反应的化学方程式为:FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O;

②精确研究表明,B→C实际上是分两步进行的,每一步只释放一种气体,第二步释放的气体相对分子质量较第一步大,则第一步释放的气体的化学式是CO;释放第二种气体时的化学方程式为FeCO3FeO+CO2

易错点

加热分解产物分析

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
1
题型: 单选题
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单选题 · 4 分

12. 化学实验室中常将溶液或试剂进行酸化,下列酸化处理正确的是

A检验氯乙烷中的氯元素,加碱溶液加热后,用稀硫酸酸化后,再检验

B为提高KMnO4溶液的氧化能力,用盐酸将KMnO4溶液酸化

C抑制Fe2+的水解,用稀硝酸酸化

D鉴别溶液中是否有SO42—溶液可用盐酸酸化

正确答案

D

解析

A.检验氯元素时,在碱性条件下水解生成氯,常用AgNO3溶液检验,但不能用硫酸酸化,否则生成硫酸银沉淀,干扰试验现象,应加入硝酸酸化,故A错误;

B.盐酸与KMnO4发生氧化还原反应,导致KMn04变质,酸化时,应用硫酸,故B错误;

C.硝酸与Fe2+发生氧化还原反应,不能用硝酸酸化,应用非氧化性酸酸化,故C错误;

D.硫酸根离子能和钡离子反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,检验溶液中是否含有SO42-时,先用盐酸酸化,可排除亚硫酸根离子的干扰,所得溶液再加BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,证明含有硫酸根离子,反之则没有,故D正确.

考查方向

本题主要考查了物质的检验和鉴别的实验方案设计

解题思路

A.检验氯元素时,在碱性条件下氯乙烷水解生成氯;

B.盐酸与KMnO4发生氧化还原反应;

C.硝酸与Fe2+发生氧化还原反应;

D.硫酸根离子能和钡离子反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。

易错点

1、本题考查实验中的酸化,明确离子的性质及离子的检验是解答本题的关键。

2、盐酸与KMnO4发生氧化还原反应,导致KMn04变质。

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变
下一知识点 : 铜金属及其重要化合物的主要性质
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