Question

某同學在學習氯氣與鐵粉反應時認為：當Cl₂足量時生成FeCl₃，當鐵粉過量時是FeCl₂，為驗證該觀點是否正確，該同學將一定量鐵粉與Cl₂恰好完全反應得到一固體物質(zhì)，然后通過實驗確定其成分．探究過程如下：請?zhí)羁眨?br />（1）提出假設(shè)：
假設(shè)1：該固體物質(zhì)是FeCl₂
假設(shè)2：該固體物質(zhì)是

 

假設(shè)3：該固體物質(zhì)是

 

（2）設(shè)計方案：
取少量固體物質(zhì)于燒杯中，加適量水溶解，得到溶液A，然后取兩份A溶液分別進行實驗，實驗現(xiàn)象與結(jié)論如下表：

實驗方法	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
在溶液中加KSCN溶液		固體物質(zhì)中有FeCl3
在KMnO4溶液中加少量A溶液	KMnO4溶液顏色無明顯變化	固體物質(zhì)中不含

（3）根據(jù)上述實驗結(jié)論，寫出Cl₂與鐵粉加熱時發(fā)生反應的化學方程式

 

（4）取100mL0.2mol/L FeCl₃溶液置于燒杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反應后仍有固體剩余，下列敘述一定正確的是

 

（設(shè)溶液體積不變）
A．燒杯中有Fe無Cu，c（Fe²⁺）=0.2mol/L
B．燒杯中有Cu無Fe，c（Fe²⁺）=0.3mol/L
C．燒杯中有Cu無Fe，c（Cl^-）=0.6mol/L
D．燒杯中有Fe、Cu均有，c（Fe²⁺）=0.3mol/L．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）根據(jù)類比法，結(jié)合鐵和硝酸反應的產(chǎn)物，產(chǎn)物可能為FeCl₂、FeCl₃或二者的混合物；
（2）固體物質(zhì)中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液應變紅，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不變含還原性物質(zhì)；
（3）氯氣和鐵反應生成氯化鐵；
（4）A、鐵還原性大于銅，鐵有剩余，一定有銅剩余；
B、有銅無鐵，說明鐵全部反應生成亞鐵離子，銅可能為反應或部分反應，溶液中鐵離子不存在；
C、溶液中氯離子濃度不變；
D、溶液中鐵銅都有，說明鐵離子和鐵反應生成亞鐵離子；

解答： 解：（1）根據(jù)類比法，結(jié)合鐵和硝酸反應的產(chǎn)物，產(chǎn)物可能為FeCl₂、FeCl₃或FeCl₃和FeCl₂的混合物，
故答案為：FeCl₃；FeCl₃和FeCl₂；
（2）固體物質(zhì)中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液應變紅，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不變含還原性物質(zhì)，即不含F(xiàn)eCl₂，
故答案為：溶液變紅色；FeCl₂；
（3）依據(jù)實驗現(xiàn)象判斷，氯氣和鐵反應生成氯化鐵，Cl₂與鐵粉加熱時發(fā)生反應的化學方程式：2Fe+3Cl₂

△   .

2FeCl₃，
故答案為：2Fe+3Cl₂

△   .

2FeCl₃；
（4）A、鐵還原性大于銅，鐵有剩余，一定有銅剩余，只發(fā)生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，依據(jù)鐵離子物質(zhì)的量0.02mol生成亞鐵離子0.03mol，亞鐵離子濃度c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故A錯誤；
B、有銅無鐵，說明鐵全部反應生成亞鐵離子，銅可能為反應或部分反應，當銅部分反應時，所以反應為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，依據(jù)鐵離子物質(zhì)的量0.02mol則生成亞鐵離子小于0.03mol，亞鐵離子濃度c（Fe²⁺）小于0.3mol/L，故B錯誤；
C、溶液中氯離子濃度不變，燒杯中有Cu無Fe，說明鐵全部反應生成亞鐵離子，銅可能為反應或部分反應，溶液中鐵離子不存在，溶液中c（Cl^-）=0.6mol/L，故C正確；
D、溶液中鐵銅都有，說明只發(fā)生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，燒杯中Fe、Cu均有，說明鐵離子全部反應，依據(jù)A計算得到c（Fe²⁺）=0.3mol/L，故D正確；
故選CD；

點評：本題考查了反應類推方法的應用，反應產(chǎn)物實驗設(shè)計的應用，反應現(xiàn)象的判斷，實驗方案的設(shè)計，鐵、銅、氯化鐵溶液共存問題的分析判斷離子濃度的計算，題目難度中等．