（13）FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
I.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：
①检查装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
请回答下列问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为 。
（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A的右端。要使沉积得FeCl3进入收集器，第④步操作是 。
（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号） 。
（4）装置B中的冷水作用为 ；
装置C的名称为 ；装置D中FeCl2全部反应完后，因为失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂： 。
（5）在虚线框内画出尾气吸收装置E并注明试剂
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为 。
（7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应为 。
（8）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率100%；② 。
Fe在地壳中的含量虽次于铝，但铁及其化合物在生活、生产中的应用最广泛。请回答下列问题：
（1）Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景广阔。一种制备铁酸钠的方法可用化学方程式表示如下：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，对此反应下列说法中正确的是
| A．Na2O2在反应中只作氧化剂 |
| B．Na2FeO4既是氧化物又是还原产物 |
| C．O2是还原产物 |
| D．2molFeSO4发生反应时，反应中共有8mol电子转移 |
（2）硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O），俗称“绿矾”，常作医药上的补血剂。课外研究性小组测定某片状补血药品中铁元素的含量。实验步骤如下：
请回答下列问题：
①该小组发现将片状补血剂长
时间置于空气中，表面“发黄”，请用化学方程式表示原因 。
②课外研究性小组发现在滤液A中滴入少量KClO溶液，并加入适量硫酸，溶液立即变黄。
甲同学推测该反应的还原产物有两种可能：①Cl2、②Cl-
乙同学结合甲的推测，认为其中一种可能可以排除，你认为可以排除的是（填序号） ；用离子方程式说明理由 。
③若该实验温度下，上述红褐色难溶物质的溶度积为
试计算该物质沉淀完全所需要的pH= （要求保留2位有效数字）（已知溶液中离子浓度小于10-5mol/L时，该离子可看做沉淀完全，lg2=0.3）
④若实验过程中无损耗，最后称量得到mg红棕色的固体，则每片补血剂中含铁元素的质量为 g（用含m的式子表示）
⑤丙同学认为蒸干灼烧溶液B，也可以制得红棕色固体C，请结合化学方程式加以说明
。
某课外兴趣小组的同学向Na2SiO3溶液中滴加盐酸，预计会生成H2SiO3胶体，用激光笔照射会出现“丁达尔现象”。但令人意想不到的是，试管中在出现硅酸胶体的同时也出现了大量气泡，为什么会出现这种现象呢？甲乙两同学进行了大胆的推测。
甲同学推测是生成了硅酸胶体，造成HCl在溶液中的溶解度变小，最终从溶液中逸出；
乙同学咨询了实验员得知这瓶Na2SiO3溶液已经放置很长一段时间，他推测溶液可能已经变质，故导致以上现象的出现。
（1）请设计一个最简单的实验验证甲同学的推测是否正确： ；
（2）乙同学取这瓶久置的硅酸钠溶液，用激光笔照射，发现有光柱出现，说明在这瓶硅酸钠溶液中已经有 胶体生成。推测产生的气体可能是 ，然后乙同学又做了两个实验进行验证：
I取少量该瓶溶液，向其中滴加 ，并检验产生的气体。请写出检验该气体的常用方法： ；
II取硅酸钠固体，配成饱和溶液，现配现用，滴入盐酸，观察现象；
通过以上实验，证明了乙同学观点，请写出所对应的化学反应方程式：
、 ；
该小组同学还发现按教材所述的操作方法和条件制备硅酸胶体，有时需要很长时间才能使溶胶慢慢凝聚，甚至不易形成凝胶，效果很不理想。因此，该组同学又对实验条件和操作进行探究，相关实验数据如下表：
| |
硅酸钠溶液浓度 |
盐酸浓度 |
试剂加入顺序 |
出现凝胶时间（s） |
| 实验1 |
饱和溶液 |
1：2（盐酸和水体积比，下同） |
将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中 |
21 |
| 实验2 |
稀溶液（1体积饱和溶液和3体积水混合） |
1：2 |
将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中 |
38 |
| 实验3 |
饱和溶液 |
1：4 |
将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中 |
10 |
| 实验4 |
稀溶液（1体积饱和溶液和3体积水混合） |
1：4 |
将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中 |
50 |
该组部分同学通过实验得出结论：使用饱和Na2SiO3溶液和稀盐酸，将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中效果较好。但该组另外一部分同学认为基于限定的条件，该探究实验设计组数不够，不能保证结论的准确性，要使实验具有说服力至少要做组实验。
已知某酸性土壤浸取液中除Fe3+外，还含有一定量Mg2+和Al3+。请设计合理实验检验该浸取液中的Mg2+、Al3+。
限选实验用品与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、玻璃片、pH试纸；浸取液、20％KSCN、0.1 mol·L－1NaOH、6 mol·L－1NaOH、0.1 mol·L－1HCl、蒸馏水。
必要时可参考：
| 沉淀物 |
开始沉淀时的pH |
沉淀完全时的pH |
| Mg(OH)2 |
9.6 |
11.1 |
| Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
根据你设计的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。（测定溶液pH的具体操作可不写）
| 实验操作 |
预期现象和结论 |
| 步骤1： |
|
| 步骤2： |
|
| 步骤3： |
|
| …… |
|
实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
（1）为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为： ： ；
为了吸收该反应中产生的尾气，请选择下列中合适的装置 。
（2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：以空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质甲调节pH ，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol·L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。
已知：Ksp[Cu((OH)2]≈10-22， Ksp[Fe((OH)2]≈10-16, Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
请回答下列问题：
如开始加入的铜粉为3.2 g，最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。①方案1中的B仪器名称是 。
②为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为_________。
③方案2中甲物质可选用的是 。
| A．CaO | B．NaOH | C．CuCO3 | D．Cu2(OH)2CO3 E、Fe2(SO4)3 |
④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因 。
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2，反应0.5h，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O 10.5g。
请回答下列问题：
⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是 ，
⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为 。
聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：
（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是：
___________________________________________________________________。
（2）实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→____→____→____→____→f。
装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
装置D的作用是_____________，装置E中NaOH溶液的作用是__________________。
（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量__________，充分反应后，经过滤操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。过滤所需的玻璃仪器有_______________________。
（4）欲测定溶液Y中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制KMnO4标准溶液，定容时视线应_____________________，直到_____________________。用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
（5）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
粤公网安备 44130202000953号