2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 第3章 題型突破6 如何面對(duì)“鐵三角”的綜合實(shí)驗(yàn)題精講義+優(yōu)習(xí)題（含解析）魯科版.docx

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如何面對(duì)“鐵三角”的綜合實(shí)驗(yàn)題 鐵元素有多種價(jià)態(tài)，化合物種類較多，特別是Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)多樣，是命制綜合實(shí)驗(yàn)題恰當(dāng)?shù)妮d體?？疾閮?nèi)容可涉及物質(zhì)性質(zhì)的探究、物質(zhì)的制備、成分測(cè)定、離子檢驗(yàn)等，通過(guò)上述問(wèn)題的設(shè)計(jì)，同時(shí)可考查儀器的使用、條件的控制、物質(zhì)的分離提純、實(shí)驗(yàn)安全等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)。 1．據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，難溶于水的FeS2可在Fe2(SO4)3溶液中“溶解”，“溶解”后硫元素都以SO的形式存在。 (1)要作出上述“溶解”過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)變化的判斷，下列哪些實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象可作判斷的證據(jù)________。 A．觀察到溶液的黃色變淡，最后變成淡綠色 B．在Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液顯穩(wěn)定的紅色，加入FeS2固體“溶解”后，紅色明顯變淺 C．取FeS2“溶解”后所得的部分溶液于試管中，再滴加數(shù)滴0.5molL－1BaCl2溶液，有白色渾濁現(xiàn)象產(chǎn)生 (2)寫(xiě)出“溶解”時(shí)的離子方程式：_________________________________________。 (3)若要檢驗(yàn)“溶解”后溶液中Fe2(SO4)3是否有剩余，簡(jiǎn)要寫(xiě)出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作：___________________________________________________________________________。 答案　(1)AB (2)FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋ (3)取少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液變紅則有剩余，若不變紅則沒(méi)有剩余 解析　(1)難溶于水的FeS2可在Fe2(SO4)3溶液中“溶解”，“溶解”后硫元素都以SO的形式存在，說(shuō)明鐵離子把－1價(jià)硫元素氧化為＋6價(jià)，鐵離子被還原為亞鐵離子，注意原溶液中有SO。 2．(2018合肥重點(diǎn)中學(xué)測(cè)試)已知三氯化鐵的熔點(diǎn)為306℃，沸點(diǎn)為315℃，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物做了如下探究實(shí)驗(yàn)。 (1)裝置的連接順序?yàn)開(kāi)___________________________________________________。 (2)飽和食鹽水的作用是__________________________________________________。 (3)反應(yīng)一段時(shí)間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過(guò)量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過(guò)程中不振蕩)，充分反應(yīng)后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①淡黃色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為_(kāi)____________________。 ②淡紅色溶液中加入過(guò)量H2O2后溶液紅色加深的原因是_________________________。 (4)已知紅色退去的同時(shí)有氣體生成，經(jīng)檢驗(yàn)為O2。該小組同學(xué)對(duì)紅色退去的原因進(jìn)行探究。 ①取退色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液無(wú)明顯變化；第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色；第三份滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。 ②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無(wú)明顯變化。 實(shí)驗(yàn)①說(shuō)明_____________________________________________________________________； 實(shí)驗(yàn)②的目的是_____________________________________________________________； 得出結(jié)論：_________________________________________________________________。 答案　(1)aghdebcf　(2)除去氯氣中的氯化氫氣體 (3)①Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3?、陔p氧水將Fe2＋氧化成Fe3＋，使Fe(SCN)3增多　(4)SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生反應(yīng)　排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN－的可能　H2O2將SCN－氧化成SO 解析　(1)濃硫酸具有吸水性能作氯氣的干燥劑、堿石灰具有堿性而吸收氯氣、飽和食鹽水吸收氯化氫且能抑制氯氣溶解，裝置排列順序?yàn)闅怏w的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理，所以裝置連接順序?yàn)閍→g→h→d→e→b→c→f。(3)①Fe3＋和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵而使溶液呈紅色，離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。(4)根據(jù)①滴加FeCl3溶液無(wú)明顯變化，說(shuō)明SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生反應(yīng)，滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明生成了SO；根據(jù)②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無(wú)明顯變化，說(shuō)明O2不能氧化SCN－，所以氧化SCN－的為雙氧水。 3．鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中用途廣泛，利用FeSO4制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下： 實(shí)驗(yàn)室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應(yīng)制得)和NH4HCO3在如下裝置模擬上述流程中的“轉(zhuǎn)化”環(huán)節(jié)。 (1)裝置A的名稱是______，裝置B中盛放的藥品是______，NH4HCO3盛放在裝置_____中。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是_______________， 發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式______________________________________________________。 FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是________________________________________________， 檢驗(yàn)久置的FeSO4是否變質(zhì)的方法是_____________________________________________。 (3)干燥過(guò)程的主要目的是脫去游離水，該過(guò)程中會(huì)有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________________， 取干燥后的FeCO3樣品12.49g，與炭混合后焙燒，最終得到還原鐵粉6.16g，計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量：________g。 答案　(1)分液漏斗　鐵粉　C(2)(待D處的氫氣純凈后)關(guān)閉活塞3，打開(kāi)活塞2 Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Fe2＋＋HCO===FeCO3↓＋H＋、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O)　亞鐵離子易被氧化　取樣品配成溶液，取少量溶液于試管中，再向試管中加入KSCN溶液，觀察是否顯紅色(3)4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2　0.89 解析　(1)裝置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，裝置B中盛放鐵粉，稀硫酸與鐵粉反應(yīng)生成H2和FeSO4。裝置C中盛放NH4HCO3。(2)檢驗(yàn)D處氫氣已純凈時(shí)，表明裝置中空氣已排盡，關(guān)閉活塞3，打開(kāi)活塞2，在氫氣作用下將FeSO4溶液壓入C中發(fā)生反應(yīng)。FeSO4具有還原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。用KSCN溶液檢驗(yàn)久置的FeSO4是否變質(zhì)。(3)FeCO3、H2O、O2反應(yīng)生成FeOOH和CO2。設(shè)干燥后的FeCO3樣品中FeCO3、FeOOH的物質(zhì)的量分別為x、y，則x116 gmol－1＋y89 gmol－1＝12.49 g,56 gmol－1(x＋y)＝6.16 g，解得：x＝0.1 mol，y＝0.01 mol。故m(FeOOH)＝0.89 g。