Question

鐵是重要的常見(jiàn)金屬材料，也是人類較早使用的金屬之一，．請(qǐng)運(yùn)用鐵及其化合物的知識(shí)，完成下列問(wèn)題．
（1）鐵路大提速后，為將短鐵軌焊接成長(zhǎng)鐵軌，可在鐵軌接口處加入四氧化三鐵和鋁粉的混合物，用鎂條引燃發(fā)生反應(yīng)，寫(xiě)出發(fā)生置換反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移

 

；
（2）向20mL的沸蒸餾水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl₃溶液，繼續(xù)煮沸沒(méi)有觀察到透明的紅褐色現(xiàn)象，請(qǐng)問(wèn)此時(shí)分散系中粒子直徑的范圍是

 

nm，判斷的依據(jù)是

 

；
（3）電子工業(yè)常用30%的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅，制造印刷電路板，請(qǐng)寫(xiě)出FeCl₃溶液與銅反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（4）某校同學(xué)為測(cè)定FeCl₃腐蝕銅后所得溶液的組成，提出如下假設(shè)：
a．只含

 

（填寫(xiě)溶質(zhì)化學(xué)式）
b．可能組成為

 

（填寫(xiě)溶質(zhì)化學(xué)式）
（5）欲從廢腐蝕液中回收銅，并重新獲得FeCl₃溶液，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：

請(qǐng)寫(xiě)出上述實(shí)驗(yàn)中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式：
①

 

 ③

 

④

 

．

Answer 1

分析：（1）化合價(jià)升高元素失電子，化合價(jià)降低元素得電子，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，據(jù)此回答；
（2）根據(jù)膠體分散系的微粒直徑大小范圍是1～100nm來(lái)回答判斷；
（3）鐵離子具有氧化性，能和還原性的物質(zhì)Cu之間發(fā)生反應(yīng)；
（4）根據(jù)金屬銅和三價(jià)鐵離子之間的反應(yīng)情況來(lái)假設(shè)溶液的組成情況．
（5）實(shí)驗(yàn)的目的是制取FeCl₃溶液，借助金屬銅和鐵的性質(zhì)差異來(lái)除去金屬銅，用氯氣將氯化亞鐵氧化為鐵離子，據(jù)此回答判斷．

解答：解：（1）鋁熱反應(yīng)中，Al元素化合價(jià)升高失電子，F(xiàn)e元素化合價(jià)降低得電子，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)=24，即，故答案為：；
（2）向20mL的沸蒸餾水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl₃溶液，繼續(xù)煮沸沒(méi)有觀察到透明的紅褐色現(xiàn)象，此時(shí)得到的分散系屬于溶液，分散質(zhì)微粒直徑大小是＜1nm，而膠體粒子粒徑在1-100nm之間，故答案為：＜1；膠體粒子粒徑在1-100nm之間，該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有制備出膠體，因此粒徑在此范圍；
（3）鐵離子具有氧化性，能和還原性的物質(zhì)Cu之間發(fā)生反應(yīng)：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（4）金屬銅和三價(jià)鐵離子之間的反應(yīng)情況：當(dāng)金屬銅過(guò)量，得到的溶液中含有FeCl₂、CuCl₂；加入的金屬銅少量，則剩余氯化鐵，溶液的組成是FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂
，故答案為：a．FeCl₂、CuCl₂；b．FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂；
（5）①制取的是氯化鐵溶液，金屬①是鐵；濾液②是氯化亞鐵溶液；加入的鐵過(guò)量，濾渣③是鐵和銅；制取的是氯化鐵，溶解鐵，④加入應(yīng)該是鹽酸；
故答案為：Fe；Fe Cu；HCl．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及含鐵元素的化合物的性質(zhì)、膠體的制備、氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．