Question

（1）在飽和氯化鐵溶液中加入碳酸鈣粉末，發(fā)現(xiàn)碳酸鈣逐漸溶解，同時(shí)還產(chǎn)生的現(xiàn)象有①

 

，②

 

．用離子方程式表示產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因

 

．
（2）在飽和氯化鐵溶液中加入一種單質(zhì)，也會(huì)發(fā)生類似上述現(xiàn)象的反應(yīng)，這種單質(zhì)是

 

．
A．磷    B．硫  C．鎂  D．銅
（3）向物質(zhì)的量之和為0.1mol的FeCl₃和AlCl₃混合溶液中加入90mL 4mol/L的NaOH溶液，使其充分反應(yīng)．假設(shè)原溶液中Al³⁺物質(zhì)的量與Al³⁺和Fe³⁺總物質(zhì)的量之比為x．
①當(dāng)x=0.4時(shí)，溶液中產(chǎn)生的沉淀是

 

，其物質(zhì)的量為

 

．
②當(dāng)沉淀只有Fe（OH）₃時(shí)，x的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鹽類水解的應(yīng)用,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變

專題：計(jì)算題,元素及其化合物

分析：（1）氯化鐵水解呈酸性，可使碳酸鈣溶解生成二氧化碳?xì)怏w，溶液中水解平衡正向進(jìn)行生成，以此解答；
（2）飽和氯化鐵溶液中存在Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，若生成氣體和紅褐色沉淀，平衡正向進(jìn)行，且加入的物質(zhì)和酸反應(yīng)放出氫氣；
（3）①因?yàn)镕e（OH）₃的溶度積更小，更容易沉淀，所以Fe（OH）3先沉淀，當(dāng)Fe³⁺ 反應(yīng)完全，Al³⁺ 再開始沉淀，當(dāng)Al（OH）₃沉淀完全，NaOH加過量，Al（OH）₃開始溶解Al³⁺與剩余OH^-比例為1：4時(shí)，沉淀完全溶解為AlO₂^-、當(dāng)Al³⁺、Fe³⁺ 比例為2：5，那么Al³⁺ 有0.04mol，F(xiàn)e³⁺ 有0.06mol、NaOH有0.36mol，那么Fe³⁺ 完全沉淀消耗0.18mol，剩余的OH^-物質(zhì)的量大于0.16mol，Al³⁺ 全部轉(zhuǎn)為AlO₂^-，所以沉淀只有0.06molFe（OH）₃；
②一種情況是Fe³⁺ 與所有完全沉淀，需要0.12molFe³⁺，所以不成立，另一種情況是Al³⁺ 全部轉(zhuǎn)為AlO₂^-，那么Al³⁺ 有0.1Xmol，F(xiàn)e³⁺ 有0.1×（1-X）mol，那么氫氧化鈉完全反應(yīng)時(shí)X最大，4×0.1Xmol+3×0.1×（1-X）mol=0.36mol，解得X=0.6mol．

解答： 解：（1）氯化鐵水解呈酸性，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，可使碳酸鈣溶解，反應(yīng)的方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，反應(yīng)消耗H⁺，使c（H⁺）減小，引起水解平衡向右移動(dòng)，導(dǎo)致Fe（OH）₃增多，溶液顏色變深或溶液為紅褐色或久置有紅褐色沉淀；
故答案為：①有無色無味氣體生成； ②溶液顏色變深或溶液為紅褐色或久置有紅褐色沉淀；Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺、CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；   
（2）在飽和氯化鐵溶液中加入一種單質(zhì)，也會(huì)發(fā)生類似上述現(xiàn)象的反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行，且加入的物質(zhì)和酸反應(yīng)放出氫氣，選項(xiàng)中AB是非金屬單質(zhì)不能和酸反應(yīng)，銅是金屬不能和稀酸反應(yīng)，鎂和溶液中稀酸反應(yīng)生成氫氣，促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；
故答案為：C；
（3）①n（Al³⁺）+n（Fe³⁺）=0.1mol
       n（Al³⁺）：n（Al³⁺）+n（Fe³⁺）=0.4
得 n（ Al³⁺ ）=0.04mol，n（Fe³⁺）=0.06mol
   Fe³⁺+3OH-=Fe（OH）₃
 1        3          1
0.06mol  n=0.18mol    n=0.06mol
剩余n（OH^-）=4mol/L×0.09L-0.18mol=0.18mol
   Al³⁺+4OH-=AlO₂^-+2H₂O
   1       4
0.04mol    n=0.16mol＜0.18mol   
說明OH^-離子有剩余，則Al³⁺全部生產(chǎn)偏鋁酸根；
溶液中產(chǎn)生的沉淀是Fe（OH）₃，物質(zhì)的量為0.06mol；
故答案為：Fe（OH）₃；0.06mol；
②n（Al³⁺）+n（Fe³⁺）=0.1mol
       n（Al³⁺）：〔n（Al³⁺）+n（Fe³⁺）=x
得 n（Al³⁺）=0.1x，n（Fe³⁺）=0.1-0.1x
Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃
1          3       
0.1-0.1x   n=0.3-0.3x
剩余n（OH^-）=4mol/L×0.090L-（0.3-0.3x）mol=0.06+0.3x
Al³⁺+4OH-=AlO₂^-+2H₂O
1     4
0.04 n=0.4x    對(duì)照題①的情況，n（也就是0.4x）必須小于等于剩余的 n（OH^-）時(shí)，即0.4x＜0.06+0.3x時(shí)Al³⁺才會(huì)全部生產(chǎn)偏鋁酸根，得x＜0.6，x大于0混合液所以肯定有Al³⁺，x肯定大于0，當(dāng)沉淀只有Fe（OH）₃時(shí)，x的取值范圍是0＜X≤0.6；
故答案為：0＜X≤0.6．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，化學(xué)方程式的定量計(jì)算與分析討論，注意氫氧化鋁的生成與溶解，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．