高中 | 金属铁 题目答案及解析

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必修一

第三章 金属及其化合物

第一节 金属的化学性质

金属铁

实验小组发现新配制的$1\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\,\text{FeS}{{\text{O}}_{4}}$溶液放置一段时间,由浅绿色溶液变为黄色浊液$\rm A$,进行如下探究。

资料:ⅰ$\rm .$胶体可以透过滤纸。

$\rm .\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$${{\text{K}}_{3}}\text{Fe}{{\left( \text{CN} \right)}_{6}}$溶液反应,生成蓝色沉淀$\text{F}{{\text{e}}_{3}}\left[ \text{Fe}{{\left( \text{CN} \right)}_{6}} \right]$

探究$\rm A$中的成分,进行如下实验。

取少量$\rm A$,过滤得到红褐色沉淀和黄色透明液体$\rm B$

取少量$\rm B$于试管中,加入${{\text{K}}_{3}}\text{Fe}{{\left( \text{CN} \right)}_{6}}$溶液,有蓝色沉淀。

取少量$\rm B$于试管中,加入                $\rm ($填试剂$\rm )$,液体变为红色。

用激光笔照射$\rm B$,看到一条光亮的“通路”。

综合上述实验,说明$\rm A$中铁元素的存在形态有$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$                                

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$\\rm KSCN$$\\text{Fe}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{3}}$胶体 ; $\\ \\text{Fe}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{3}}$沉淀

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取少量$\rm A$,过滤得到红褐色沉淀为$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$沉淀;取少量$\rm B$于试管中,加入${{\text{K}}_{3}}\text{Fe}{{\left( \text{CN} \right)}_{6}}$溶液,与$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$反应生成蓝色沉淀;取少量$\rm B$于试管中,加入$\rm KSCN$溶液,与$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$反应液体变为红色;用激光笔照射$\rm B$,看到一条光亮的“通路”,则含有$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$胶体,综合上述实验,说明$\rm A$中铁元素的存在形态有$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$沉淀、$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$胶体。

进一步探究$\rm B$显黄色的原因。

实验中加入足量铁粉的作用是                $\rm ($用离子方程式表示$\rm )$

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$2\\text{F}{{\\text{e}}^{3+}}+\\text{Fe}=3\\text{F}{{\\text{e}}^{2+}}$

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实验中加入足量铁粉的作用是与$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$反应生成$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$,离子方程式为$2\text{F}{{\text{e}}^{3+}}+\text{Fe=}3\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$

由上述实验得出:$\rm B$显黄色的主要原因不是因为含有$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$,而是因为含有                。理由是:                

测定$\rm A$的变质程度并分析对后续实验的影响。

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$\\text{Fe}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{3}}$胶体 ; 从$\\rm B$中去除$\\text{F}{{\\text{e}}^{3+}}$后得到的$\\rm C$仍然显黄色,在$\\text{C}$中加少量电解质稀硫酸后$\\text{Fe}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{3}}$胶体凝聚为红褐色沉淀,溶液为浅绿色,说明$\\rm C$的黄色是含有$\\text{Fe}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{3}}$胶体而不含$\\text{F}{{\\text{e}}^{3+}}$

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$\rm B$显黄色的主要原因不是因为含有$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$,而是因为含有$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$胶体。理由是:从$\rm B$中去除$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$后得到的$\rm C$仍然显黄色,在$\text{C}$中加少量电解质稀硫酸后$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$胶体凝聚为红褐色沉淀,溶液为浅绿色,说明$\rm C$的黄色是含有$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$胶体而不含$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$

$25.00\,\text{mL}\,\text{A}$,加入足量稀硫酸,可与$24.00\,\text{mL}\,0.2\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\,\text{KMn}{{\text{O}}_{4}}$溶液恰好完全反应。已知$\text{MnO}_{4}^{-}$在酸性环境下被还原为$\text{M}{{\text{n}}^{2+}}$$\rm A$$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$的浓度为                $\mathrm{mol} \cdot \mathrm{L}^{-1}$,说明其主要成分仍然是$\text{FeS}{{\text{O}}_{4}}$

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$\\rm 0.96$

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$\text{KMn}{{\text{O}}_{4}}$$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$反应的离子方程式为$\text{MnO}_{\text{4}}^{-}\text{+5F}{{\text{e}}^{\text{2+}}}\text{+8}{{\text{H}}^{+}}\text{=M}{{\text{n}}^{\text{2+}}}\text{+5F}{{\text{e}}^{\text{3+}}}\text{+4}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$,则$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$物质的量为$24.00\times {{10}^{-3}}\,\text{L}\times 0.2\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\times 5$,则$\rm A$$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$的浓度为$\dfrac{24.00\times {{10}^{-3}}\,\text{L}\times 0.2\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\times 5}{25.00\times {{10}^{-3}}\,\text{L}}=\text{0}\text{.96}\,\text{mol/L}\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$,说明其主要成分仍然是$\text{FeS}{{\text{O}}_{4}}$

下列实验可以使用$\rm A$进行的是                $\rm ($填字母$\rm )$

$\rm a$.向$\rm A$中滴入$\rm \text{NaOH}$溶液,制备纯净的$\rm \text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$沉淀

$\rm b$.用$\rm A$处理含有$\rm +6$$\rm \text{Cr}$的酸性废水,将剧毒的$\rm +6$$\rm C$还原至低毒的$\rm +3$

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$\\rm b$

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$\rm a$$\rm A$中含有$\rm \text{F}{{\text{e}}^{3+}}$,滴入$\rm NaOH$溶液,会生成$\rm \text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$沉淀,无法制备纯净的$\rm \text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$沉淀,$\rm a$不符合;

$\rm b$$\rm A$中主要成分仍然是$\rm FeSO_{4}$,具有还原性,用$\rm A$处理含有$\rm +6$$\rm Cr$的酸性废水,可将剧毒的$\rm +6$$\rm Cr$还原至低毒的$\rm +3$价,$\rm b$符合。

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