2020版高考化學新增分大一輪復習 第3章 題型突破6 如何面對“鐵三角”的綜合實驗題精講義+優(yōu)習題(含解析)魯科版.docx
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如何面對“鐵三角”的綜合實驗題 鐵元素有多種價態(tài),化合物種類較多,特別是Fe2+、Fe3+的性質(zhì)多樣,是命制綜合實驗題恰當?shù)妮d體。考查內(nèi)容可涉及物質(zhì)性質(zhì)的探究、物質(zhì)的制備、成分測定、離子檢驗等,通過上述問題的設計,同時可考查儀器的使用、條件的控制、物質(zhì)的分離提純、實驗安全等化學實驗基礎知識。 1.據(jù)文獻報道,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”過程中發(fā)生了化學變化的判斷,下列哪些實驗及現(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)寫出“溶解”時的離子方程式:_________________________________________。 (3)若要檢驗“溶解”后溶液中Fe2(SO4)3是否有剩余,簡要寫出相關的實驗操作:___________________________________________________________________________。 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,說明鐵離子把-1價硫元素氧化為+6價,鐵離子被還原為亞鐵離子,注意原溶液中有SO。 2.(2018合肥重點中學測試)已知三氯化鐵的熔點為306℃,沸點為315℃,易溶于水并且有強烈的吸水性,能吸收空氣里的水分而潮解。某學習小組的同學對氯氣與鐵的反應及產(chǎn)物做了如下探究實驗。 (1)裝置的連接順序為____________________________________________________。 (2)飽和食鹽水的作用是__________________________________________________。 (3)反應一段時間后熄滅酒精燈,冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉移至錐形瓶中,加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應過程中不振蕩),充分反應后,進行如下實驗: 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_____________________。 ②淡紅色溶液中加入過量H2O2后溶液紅色加深的原因是_________________________。 (4)已知紅色退去的同時有氣體生成,經(jīng)檢驗為O2。該小組同學對紅色退去的原因進行探究。 ①取退色后溶液三份,第一份滴加FeCl3溶液無明顯變化;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,無明顯變化。 實驗①說明_____________________________________________________________________; 實驗②的目的是_____________________________________________________________; 得出結論:_________________________________________________________________。 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)生了反應而不是Fe3+發(fā)生反應 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,裝置排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應→尾氣處理,所以裝置連接順序為a→g→h→d→e→b→c→f。(3)①Fe3+和KSCN反應生成絡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溶液無明顯變化,說明SCN-發(fā)生了反應而不是Fe3+發(fā)生反應,滴加稀鹽酸和BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明生成了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,無明顯變化,說明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: 實驗室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應制得)和NH4HCO3在如下裝置模擬上述流程中的“轉化”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)實驗過程中,欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合,操作方法是_______________, 發(fā)生主要反應的離子方程式______________________________________________________。 FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是________________________________________________, 檢驗久置的FeSO4是否變質(zhì)的方法是_____________________________________________。 (3)干燥過程的主要目的是脫去游離水,該過程中會有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH,該反應的化學方程式為_________________________________________________________, 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)關閉活塞3,打開活塞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,稀硫酸與鐵粉反應生成H2和FeSO4。裝置C中盛放NH4HCO3。(2)檢驗D處氫氣已純凈時,表明裝置中空氣已排盡,關閉活塞3,打開活塞2,在氫氣作用下將FeSO4溶液壓入C中發(fā)生反應。FeSO4具有還原性,易被O2氧化,故FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。用KSCN溶液檢驗久置的FeSO4是否變質(zhì)。(3)FeCO3、H2O、O2反應生成FeOOH和CO2。設干燥后的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。- 配套講稿:
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