Question

（14分）某中學化學課外活動小組欲探究鐵在氯氣中燃燒產物的成份、性質和用途，設計了如下實驗步驟：

（1）用下列實驗裝置制取干燥純凈的氯氣

①制備并收集得到干燥純凈的氯氣，上述各裝置按氣流從左到右方向連接順序為

             （填儀器接口的字母編號）

②該實驗還存在不足之處，應如何改進？                                  

（2）某同學將一定量鐵粉與Cl₂恰好完全反應得到一固體物質a，然后通過實驗確定其成分。探究過程如下：

①提出假設：（請把下列假設補充完整）

假設①：該固體物質是FeCl₃；假設②：               ；假設③：               。

②設計實驗方案：

取少量固體物質a于燒杯中，加適量水溶解，然后取兩份a溶液分別進行實驗，實驗現(xiàn)象與結論如下表，請在表格內的橫線處填空。

實驗方法	實驗現(xiàn)象	結論
在溶液中加 KSCN溶液		固體物質中有FeCl3
向a溶液中滴加 酸性KMnO4溶液	KMnO4溶液紫色 不褪色	固體物質中不含______

由此得出結論：假設      成立（填序號①②③）。

（3）為進一步探究物質a的性質，他們又利用a溶液做了如下一些實驗，其中現(xiàn)象、結論均正確的是_____________（填寫序號）

A．向氫氧化鎂懸濁液中滴加a溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀，證明Fe(OH)₃溶解度小于Mg(OH)₂溶解度

B．向a溶液中加入少量鐵粉，鐵粉溶解，溶液顏色由淺綠色變成黃色

C．向沸水中滴加a的飽和溶液，立即出現(xiàn)紅褐色沉淀

D．將a溶液加熱蒸干并灼燒，得到Fe₂O₃固體

（4）a溶液常作印刷電路銅板的腐蝕劑，得到含有Cu²⁺等的廢液，有人提出可以利用如右圖的裝置從得到的廢液中提煉金屬銅。該過程中甲池負極的電極反應式是          ，若乙池中裝入廢液500mL，當陰極增重3.2g時，停止通電，此時陽極產生氣體的體積

（標準狀況）為         （假設氣體全部逸出）。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）①aedbcgf （2分）     ②在C后接NaOH溶液尾氣處理裝置（1分）

（2）（1）FeCl₂（1分）；FeCl₃和FeCl₂的混合物（1分）

（2）

實驗方法	實驗現(xiàn)象	結論
在溶液中加 KSCN溶液	溶液為紅色（1分）	固體物質中有FeCl3
向a溶液中滴加 酸性KMnO4溶液	KMnO4溶液紫色 不褪色	固體物質中不含 FeCl2（1分）

由此得出結論：假設   ①   結論成立（1分）

（3）A D（2分）  （4）（2分），1.12L（2分）

【解析】(1)①由于濃鹽酸易揮發(fā)，所以生成的氯氣中含有氯化氫，可以通過飽和食鹽水除去。干燥氯氣可以濃硫酸。由于氯氣的密度大于空氣的，所以應該用向下排空氣發(fā)收集，即正確的順序是aedbcgf 。

②由于氯氣是有毒氣體，應該有尾氣處理裝置，即在C后接NaOH溶液尾氣處理裝置。

（2）①由于鐵元素有兩種價態(tài)＋2價和＋3價，所以假設2和3分別是FeCl₂；FeCl₃和FeCl₂的混合物。

②在溶液中鐵離子能和KSCN溶液發(fā)生反應，使溶液顯紅色；酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能氧化亞鐵離子。由于實驗中酸性高錳酸鉀溶液不褪色，說明固體中不存在氯化亞鐵，因此假設①是正確的。

（3）根據沉淀轉化的特點：向溶解度更小的方向轉化可知，選項A正確；B不正確，氯化亞鐵在溶液中顯淺綠色，因此實驗現(xiàn)象應該是溶液顏色由黃色變成淺綠色；C不正確，得到的是氫氧化鐵膠體；氯化鐵水解，加熱促進水解，且氯化氫極易揮發(fā)，實驗最終得到的是氫氧化鐵，灼燒得到氧化鐵，D正確，答案選AD。

（4）原電池中負極失去電子，所以甲烷在負極通入。由于電解質是氫氧化鉀，因此負極反應式是。電解池中陰極銅離子放電，陽極Cl^－放電，電極反應式分別是Cu^2＋＋2e^－=Cu、2Cl^－－2e^－=Cl₂↑。生成銅是3.2g，轉移電子是0.1mol，所以生成氯氣是0.05mol，標準狀況下的體積是0.05mol×22.4L/mol＝1.12L。