1、填空题 电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl3溶液,设计了下列实验步骤:
写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式:?。
该反应在上图步骤?中发生。请根据上述反应设计一个原电池,在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。
上述过程回收的铜是粗铜,为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及主要的电极反应式?。
参考答案:Fe+Cu2+=Fe2++Cu ①
粗铜,Cu-2e-=Cu2+
本题解析:根据题干信息可知废液应为FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液,加入的试剂a为Fe,发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,经①过滤后,滤渣是Fe与Cu的混合物,再加入过量的b(盐酸)发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,经②过滤后滤液主要是FeCl2溶液,将合并后的溶液中通入c(Cl2),发生主要反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。Fe+Cu2+=Fe2++Cu可以证明Fe比Cu还原性强,该反应在步骤①中发生。将Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计成原电池,Fe作负极,比Fe不活泼的Cu作正极即可,电解质溶液是含Cu2+的溶液。电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极。
本题难度:一般
2、选择题 一块质量为4g的合金,与足量的盐酸反应完全后生成氢气0.2g,则该合金可能是
A.铁镁合金
B.铁铜合金
C.铁锌合金
D.镁铝合金
参考答案:A
本题解析:设金属反应后的化合价为+2价,则可得金属的平均摩尔质量为40 g·mol-1,所以满足此条件的只有A。
本题难度:一般
3、选择题 久置于空气中的下列物质,因被氧化而呈黄色的是
A.浓硝酸
B.氯化亚铁溶液
C.溴苯
D.溴化银
参考答案:B
本题解析:硝酸不稳定,在空气中分解(被还原成NO2)生成NO2,生成的NO2溶于其中显黄色;Fe2+不稳定,在空气中被氧气氧化成Fe3+而显黄色,苯酚在空气中不稳定,氧化后显粉红色,而溴苯无此现象;溴化银不稳定,分解后显黑色,其原因是溴化银被还原生成了银粉末。
本题难度:简单
4、选择题 下列叙述正确的是?(?)?
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
B.用食醋除去水壶内壁上的水垢时所发生的反应是水解反应
C.向AlCl3溶液中滴加氨水,产生白色沉淀,再加入NaHSO4溶液,沉淀消失
D.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生,再通入NH3,仍不产生沉淀
参考答案:C
本题解析:略
本题难度:一般
5、填空题 (13分)材料1:铁及其化合物在工农业、生活中有广泛的应用。高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。
(1)已知:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2。
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有?。
(2)将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中,配制成c(FeO42-) =1.0 mmol·L-1的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42-)的变化,结果见图Ⅰ。该实验的目的是?;发生反应的△H?0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是?(填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4-的分布分数逐渐增大
C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:
HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O
材料2:化合物KxFe(C2O4) y·zH2O(Fe为+3价)是一种光敏感材料,实验室可以用如下方法制备这种材料并测定其组成。
I.制备:
(4)结晶时应将饱和溶液在黑暗处等待晶体的析出,这样操作的原因是?。
(5)操作Ⅲ的名称是?。
Ⅱ.组成测定:
称取0.491g实验所得晶体(假设是纯净物)置于锥形瓶中,加足量蒸馏水和稀H2SO4。将C2O42-完全转化为H2C2O4,用0.10mol·L-1KMnO4溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液12.00mL时恰好反应;再加入适量的还原剂,将Fe3+完全转化为Fe2+,用KMnO4溶液继续滴定,当Fe2+完全氧化时,用去KMnO4溶液2.00mL。相关反应如下:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
(6)配制250mL 0.10mol·L-1KMnO4溶液及上述滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有?和?。两个滴定中到达终点时溶液颜色为?色,且30秒内不变色。
(7)通过计算,求此光敏材料的化学式?。
参考答案:(共13分)
(1)杀菌消毒、吸附悬浮物(或其他合理答案)(各1分,共2分)
(2)探究温度对FeO42-浓度的影响(或其他合理答案)(1分)?>(1分)
(3)C(1分)
(4)黑暗可以防止晶体分解(1分)(5)过滤、洗涤(各1分,共2分)
(6)250mL容量瓶、酸式滴定管(2分)?紫红(1分) (7) K3Fe(C2O4)3·3H2O(2分)
本题解析:(1)K2FeO4中的铁元素化合物高,有很强的氧化性具有杀菌的作用,又因水解可生成胶体,可吸附悬浮物,可用来净水。
(2)(3)均是通过图像收集信息,结合题意及知识的积累进行概念总结。起点高落点低。
(4)(5)(6)考查一些基本的实验操作
(7)MnO4-?+?5Fe2+?+? 8H+?=? Mn2++5Fe3++4H2O
0.0002mol? 0.001mol
2KMnO4?+? 5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
0.0012mol ?0.003mol
故:可知化学式KxFe(C2O4) y·zH2O的y =3,由化合价进一步可知x=3
由0.491g减去KxFe(C2O4) y·的质量,可求出H2O 的质量为0.054g,即0.003mol
本题难度:一般