Question

5．鐵、鋁、銅都是中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的金屬．
（1）FeCl₃溶液用于腐蝕印刷銅板，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（2）把SO₂氣體通入FeCl₃溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺．
（3）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料．Fe（OH）₃和KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K₂FeO₄，其反應(yīng)的離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-．
（4）用廢鐵皮制取鐵紅（Fe₂O₃）的部分流程示意圖如圖：

①過(guò)量的鐵會(huì)與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)：4Fe（NO₃）₂+O₂+（2n+4）H₂O═2Fe₂O₃•nH₂O+8HNO₃，4Fe+10HNO₃═4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，第一個(gè)反應(yīng)的還原劑是Fe（NO₃）₂，第二個(gè)反應(yīng)每生成1molNH₄NO₃，被還原的硝酸的物質(zhì)的量是1mol．
③如何檢驗(yàn)NH₄NO₃溶液中的NH₄⁺離子，請(qǐng)描述操作向硝酸銨溶液中加入氫氧化鈉溶液，用酒精燈加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明原溶液中含有銨根離子，反之則無(wú)，寫(xiě)出相關(guān)的離子反應(yīng)方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
④Fe（NO₃）₂在保存過(guò)程中容易被氧化，為防止被氧化常加入鐵粉．
⑤上述生產(chǎn)結(jié)束后，流程中氮元素最主要的存在形式為（填字母）b．
a、氮氧化物     b、硝酸銨      c、硝酸亞鐵     d、硝酸．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃溶液用于腐蝕印刷銅板，反應(yīng)生成氯化銅、氯化亞鐵；
（2）SO₂氣體通入FeCl₃溶液中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸亞鐵、鹽酸；
（3）Fe（OH）₃和KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K₂FeO₄，為氧化還原反應(yīng)，還生成氯化鉀；
（4）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃•nH₂O，最后得到鐵紅，
①Fe過(guò)量，與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、NO和水；
②根據(jù)反中的元素的化合價(jià)的變化判斷還原劑，根據(jù)電子得失守恒計(jì)算被還原的硝酸；
③銨根離子與堿反應(yīng)生成氨氣；
④鐵與硝酸鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵；
⑤根據(jù)流程圖可知，生產(chǎn)結(jié)束后氮元素主要存在硝酸銨溶液中．

解答 解：（1）FeCl₃溶液用于腐蝕印刷銅板，反應(yīng)生成氯化銅、氯化亞鐵，離子反應(yīng)為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）SO₂氣體通入FeCl₃溶液中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸亞鐵、鹽酸，離子反應(yīng)為SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，故答案為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺；
（3）Fe（OH）₃和KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K₂FeO₄，為氧化還原反應(yīng)，還生成氯化鉀，離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-；
（4）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃•nH₂O，最后得到鐵紅，
①Fe過(guò)量，與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、NO和水，反應(yīng)為3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
②反應(yīng)4Fe（NO₃）₂+O₂+（2n+4）H₂O═2Fe₂O₃•nH₂O+8HNO₃中，鐵元素的化合價(jià)從+2價(jià)升到+3價(jià)，所以反應(yīng)的還原劑是4Fe（NO₃）₂，根據(jù)反應(yīng)4Fe+10HNO₃═4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O可知，氮從+5價(jià)降到-3價(jià)，反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移8個(gè)電子，所以每生成1molNH₄NO₃，被還原的硝酸的物質(zhì)量是1mol，
故答案為：Fe（NO₃）₂；1mol；
③銨根離子與堿反應(yīng)生成氨氣，則NH₄⁺離子檢驗(yàn)方法為向硝酸銨溶液中加入氫氧化鈉溶液，用酒精燈加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明原溶液中含有銨根離子，反之則無(wú)，發(fā)生離子反應(yīng)為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：向硝酸銨溶液中加入氫氧化鈉溶液，用酒精燈加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明原溶液中含有銨根離子，反之則無(wú)；NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
④鐵與硝酸鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵，則Fe（NO₃）₂在保存過(guò)程中容易被氧化，為防止被氧化常加入鐵粉，故答案為：鐵粉；
⑤根據(jù)流程圖可知，生產(chǎn)結(jié)束后氮元素主要存在硝酸銨溶液中，故選b．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)及物質(zhì)的制備流程等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析能力及計(jì)算能力的考查，把握化學(xué)反應(yīng)原理及制備流程的分析為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．