综合题14.0分
化学

为探究FeCl3溶液中的离子平衡和离子反应,某小组同学进行了如下实验。

23.配制50mL 1.0 mol·L−1的FeCl3溶液,测其pH约为0.7,即c(H+) = 0.2 mol·L−1

①用化学用语解释FeCl3溶液呈酸性的原因:         

②下列实验方案中,能使FeCl3溶液pH升高的是       (填字母序号)。

a. 加水稀释               b. 加入FeCl3固体

c. 滴加浓KSCN溶液       d. 加入NaHCO3固体

24.小组同学利用上述FeCl3溶液探究其与足量锌粉的反应。实验操作及现象如下:

已知:Zn的性质与Al相似,能发生反应:Zn + 2NaOH ==== Na2ZnO2 + H2

①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因:。

②用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因:。

③分离出黑色固体,经下列实验证实了其中含有的主要物质。

i. 黑色固体可以被磁铁吸引;

ii. 向黑色固体中加入足量的NaOH溶液,产生气泡;

iii. 将ii中剩余固体用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡;

iv. 向iii反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无变化。

a. 黑色固体中一定含有的物质是。

b. 小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4,理由是。

25.为进一步探究上述1.0 mol·L−1FeCl3溶液中Fe3+和H+氧化性的相对强弱,继续实验

并观察到反应开始时现象如下:

小组同学得出结论:在1.0 mol·L−1FeCl3溶液中,Fe3+的氧化性比H+更强。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

① Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H②acd

【考查方向盐类水解的应用

解析

①FeCl3溶液水解呈酸性,即离子方程式为Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+ 。故答案为Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+ 。

②能使FeCl3溶液pH升高,即使能使FeCl3溶液中氢氧根浓度增大,故答案为acd;

解题思路

①FeCl3溶液水解呈酸性;

②能使FeCl3溶液pH升高,即使能使FeCl3溶液中氢氧根浓度增大;

易错点

不能正确理解题意致错

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

① 溶液温度升高,反应过程中出现H2使溶液中c(H+)降低,都会促进Fe3+ + 3H2O

Fe(OH)3 + 3H+正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀

②2Fe3+ + Zn === 2Fe2++ Zn2+

③ a. Fe和Zn

ii中,若存在Fe3O4,稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3+可与Fe继续反应生成Fe2+

导致在iv中检测不到Fe3+,与没有Fe3O4得到的iv中现象相同

解析

①由于FeCl3溶液水解呈酸性,Zn与水解产生的氢离子反应生成氢气,同时放出热量,道中溶液温度升高,反应过程中出现H2使溶液中c(H+)降低,都会促进Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀。

②由于Zn将Fe3+ 还原为Fe2+,2Fe3+ + Zn === 2Fe2++ Zn2+所以反应后溶液为浅绿色。

③a.分离出黑色固体,且可以与足量的NaOH溶液,产生气泡,根据信息:Zn的性质与Al相似,能发生反应:Zn + 2NaOH ==== Na2ZnO2 + H2 ↑可知有Zn;同时“可以被磁铁吸引”;剩余固体用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡,应后的溶液中滴加KSCN溶液,无变化,可知有Fe单质,故答案为; Fe和Zn

b.若存在Fe3O4,稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3+可与Fe继续反应生成Fe2+,导致在iv中检测不到Fe3+,与没有Fe3O4得到的iv中现象相同,所以上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4

考查方向

外界条件对电离平衡的影响

解题思路

①由于FeCl3溶液水解呈酸性,Zn与水解产生的氢离子反应生成氢气,同时放出热量,道中溶液温度升高,反应过程中出现H2使溶液中c(H+)降低,都会促进Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+正向移动,出现红褐色Fe(OH)3沉淀。

②由于Zn将Fe3+ 还原为Fe2+,2Fe3+ + Zn === 2Fe2++ Zn2+所以反应后溶液为浅绿色。

③a.分离出黑色固体,且可以与足量的NaOH溶液,产生气泡,根据信息:Zn的性质与Al相似,能发生反应:Zn + 2NaOH ==== Na2ZnO2 + H2 ↑可知有Zn;同时“可以被磁铁吸引”;剩余固体用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡,应后的溶液中滴加KSCN溶液,无变化,可知有Fe单质,故答案为; Fe和Zn。

b.若存在Fe3O4,稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3+可与Fe继续反应生成Fe2+,导致在iv中检测不到Fe3+,与没有Fe3O4得到的iv中现象相同,所以上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4<

易错点

不能正确理解题中信息致错

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

5 mL 0.2 mol·L-1(或pH = 0.7)的盐酸(可不考虑Cl-对反应的影响)

解析

由于1.0 mol·L−1的FeCl3溶液的pH约为0.7,即c(H+) = 0.2 mol·L−1,所以要完成对比,所取用的盐酸也应该为pH约为0.7,即c(HCl) = 0.2 mol·L−1,故答案为5 mL 0.2 mol·L-1(或pH = 0.7)的盐酸。

考查方向

实验方案的设计

解题思路

由于1.0 mol·L−1的FeCl3溶液的pH约为0.7,即c(H+) = 0.2 mol·L−1,所以要完成对比,所取用的盐酸也应该为pH约为0.7,即c(HCl) = 0.2 mol·L−1

易错点

不理解实验对比的本质致错