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當前位置： 2019-2020學(xué)年北京師大二附中高三（上）期中化學(xué)試卷> 試題詳情

探究0.5mol/L FeCl₃溶液（pH=1）與不同金屬反應(yīng)時的多樣性的原因。
（各組實驗中：所用FeCl₃溶液體積相同；金屬過量；靜置、不振蕩）

編號	金屬	現(xiàn)象及產(chǎn)物檢驗
Ⅰ	鎂條	立即產(chǎn)生大量氣體，金屬表面變黑，該黑色固體能被磁鐵吸引，液體顏色由棕黃色逐漸變?yōu)榧t褐色；片刻后氣泡減少，金屬表面覆蓋有紅褐色沉淀，此時取反應(yīng)后的液體，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成藍色沉淀。
Ⅱ	銅粉	無氣體產(chǎn)生，溶液逐漸變?yōu)樗{綠色；取反應(yīng)后的溶液，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成藍色沉淀。

（1）根據(jù)實驗Ⅰ中的現(xiàn)象，推測紅褐色液體為膠體，并用光束照射該液體，在與光束垂直的方向觀察到

一條光亮的“通路”

得以證實。
（2）已知：Fe和Fe₃O₄均能被磁鐵吸引。
①為了確定黑色固體的成分是否含有Fe與Fe₃O₄，重復(fù)實驗Ⅰ，及時取少量鎂條表面生成的黑色粉末，洗凈后進行實驗如下：
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該實驗說明黑色固體中一定含有

，結(jié)合現(xiàn)象寫出判斷的理由：

濾紙ⅱ上無明顯現(xiàn)象，說明Fe₃O₄不能溶解產(chǎn)生Fe²⁺，所以濾紙ⅰ上粉末附近變藍只能是Fe被氧化產(chǎn)生Fe²⁺

。
②除上述結(jié)論外，分析實驗Ⅰ的現(xiàn)象，可知被還原得到的產(chǎn)物一定還有

H₂、Fe²⁺

。
（3）實驗Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象的差異，與Fe³⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、H⁺、Cu²⁺的氧化性強弱有關(guān)，其順序是Mg²⁺＜Fe²⁺＜

H⁺＜Cu²⁺＜Fe³⁺

。
（4）繼續(xù)探究0.5mol/L FeCl₃溶液（pH=1）與Fe的反應(yīng)。

編號	金屬	現(xiàn)象及產(chǎn)物檢驗
Ⅲ	鐵粉	持續(xù)產(chǎn)生少量氣體；一段時間后，溶液顏色變淺，底部有紅褐色沉淀，經(jīng)檢驗，溶液pH=4，含有Fe²⁺，無Fe³⁺．
Ⅳ	鐵絲	無明顯的氣泡產(chǎn)生；一段時間后，溶液變?yōu)闇\綠色，經(jīng)檢驗，溶液pH=2，含有Fe²⁺和Fe³⁺；Fe³⁺被還原的量多于實驗Ⅲ．

①實驗Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有

Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺（ Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺）

。
②已知：相同條件下，H⁺在溶液中的移動速率遠大于Fe³⁺．結(jié)合實驗Ⅰ、Ⅱ，由反應(yīng)中金屬表面離子濃度的變化，推測實驗Ⅲ、Ⅳ現(xiàn)象差異的原因：

由I、Ⅲ可知，金屬與Fe³⁺、H⁺反應(yīng)速率快時，因H⁺移動速率大，其濃度在金屬表面變化小，易被還原，促使Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃；Ⅳ中反應(yīng)慢，F(xiàn)e表面Fe³⁺能及時補充，且由Ⅱ知Fe³⁺的氧化性強，利于Fe³⁺還原

。

【考點】性質(zhì)實驗方案的設(shè)計．

【答案】一條光亮的“通路”；Fe；濾紙ⅱ上無明顯現(xiàn)象，說明Fe₃O₄不能溶解產(chǎn)生Fe²⁺，所以濾紙ⅰ上粉末附近變藍只能是Fe被氧化產(chǎn)生Fe²⁺；H₂、Fe²⁺；H⁺＜Cu²⁺＜Fe³⁺；Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺（ Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺）；由I、Ⅲ可知，金屬與Fe³⁺、H⁺反應(yīng)速率快時，因H⁺移動速率大，其濃度在金屬表面變化小，易被還原，促使Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃；Ⅳ中反應(yīng)慢，F(xiàn)e表面Fe³⁺能及時補充，且由Ⅱ知Fe³⁺的氧化性強，利于Fe³⁺還原

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：65引用：3難度：0.4

相似題

1．為探究FeCl₃的性質(zhì)，進行了如下實驗（FeCl₃和Na₂SO₃溶液濃度均為0.1mol?L^-1）。

實驗	操作與現(xiàn)象
①	在5mL水中滴加2滴FeCl₃溶液，呈棕黃色；煮沸，溶液變紅褐色。
②	在5mLFeCl₃溶液中滴加2滴Na₂SO₃溶液，變紅褐色；再滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀。
③	在5mLNa₂SO₃溶液中滴加2滴FeCl₃溶液，變紅褐色；將上述混合液分成兩份，一份滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，無藍色沉淀生成；另一份煮沸，產(chǎn)生紅褐色沉淀。

依據(jù)上述實驗現(xiàn)象，結(jié)論不合理的是（　?。?/div>

A．實驗①說明加熱促進Fe³⁺水解反應(yīng)

B．實驗②說明Fe³⁺既發(fā)生了水解反應(yīng)，又發(fā)生了還原反應(yīng)

C．實驗③說明Fe³⁺發(fā)生了水解反應(yīng)，但沒有發(fā)生還原反應(yīng)

D．整個實驗說明SO

對Fe³⁺的水解反應(yīng)無影響，但對還原反應(yīng)有影響

發(fā)布：2024/9/20 18:0:8組卷：563引用：8難度：0.5

解析

2．回答下列問題：
Ⅰ.某小組研究Na₂S溶液與KMnO₄溶液反應(yīng)，探究過程如圖。

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ
實驗過程
實驗現(xiàn)象	紫色變淺（pH＞1），生成棕褐色沉淀（MnO₂）	溶液呈淡黃色（pH≈8），生成淺粉色沉淀（MnS）

資料：單質(zhì)硫可溶于過量硫化鈉溶液形成淡黃色的Na₂S₂溶液。
（1）根據(jù)實驗可知，Na₂S具有

性。
（2）甲同學(xué)預(yù)測實驗Ⅰ中S^2-被氧化成

。
①根據(jù)實驗現(xiàn)象，乙同學(xué)認為甲的預(yù)測不合理，理由是

。
②乙同學(xué)取實驗Ⅰ中少量溶液進行實驗，檢測到有

，得出S^2-被氧化成

的結(jié)論，丙同學(xué)否定了該結(jié)論，理由是

。
③同學(xué)們經(jīng)討論后，設(shè)計了如圖實驗，證實該條件下

的確可以將S^2-氧化成

。

右側(cè)燒杯中的溶液是

；連通后電流計指針偏轉(zhuǎn)，一段時間后，取左側(cè)燒杯中的溶液，用鹽酸酸化后，滴加BaCl₂溶液，觀察到有白色沉淀生成，證明S^2-氧化成了

。
Ⅱ.甲烷和甲醇的燃料電池具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。
（3）甲醇燃料電池（簡稱DMFC）由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC的工作原理如圖所示：
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通入a物質(zhì)的電極是原電池的

（填“正”或“負”）極，其電極反應(yīng)式為

。
（4）某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗：如圖所示U形管中氯化鈉溶液的體積為800mL。閉合K后，若每個電池中甲烷通入量為0.224L（標準狀況），且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為

（法拉第常數(shù)F=9.65×10⁴C?mol^-1），若產(chǎn)生的氣體全部逸出，電解后溶液混合均勻，電解后U形管中溶液的pH為

（假設(shè)反應(yīng)后溶液體積不變）。
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發(fā)布：2024/9/20 13:0:8組卷：22引用：5難度：0.5

解析

3．某小組同學(xué)制備碘酸鹽（
IO
-
3
）并探究其性質(zhì)．
資料：①I₂可與NaOH溶液反應(yīng)生成
IO
-
3
和I^-．
②碘酸鈣[Ca（IO₃）₂]為難溶于水、能溶于硝酸的白色固體．
③X₂的氧化性，X^-的還原性與溶液的酸堿性無關(guān)：
IO
-
3
與氧化性隨溶液酸性增強而增強（X為Cl、Br或I）．
實驗裝置如圖（加熱與夾持裝置略）：

步驟：
Ⅰ．打開A中分液漏斗活塞，加熱固底燒瓶；一段時間后，B中溶液由無色變?yōu)樽攸S色．
Ⅱ．將B中棕黃色溶液倒入燒杯中，再加入NaOH溶液，燒杯中溶液由棕黃色變?yōu)闊o色．
（1）A裝置發(fā)生的化學(xué)方程式為

．
（2）C裝置發(fā)生的離子方程式為

．
（3）取少量步驟Ⅱ后所得無色溶液，加入過量鹽酸和CCl₄，振蕩后靜置，溶液分層，上層呈淺黃色，下層呈紫色．甲同學(xué)得出結(jié)論：在酸性條件下
IO
-
3
可以氧化I^-為I₂．
①乙同學(xué)認為上述結(jié)論不合理，可能原因如下：
原因一：空氣中O₂在酸性條件下將溶液中的I^-氧化，離子方程式為

．
原因二：

（填化學(xué)式）在酸性條件下將溶液中的I^-氧化．
②為了進一步證明在酸性條件下
IO
-
3
可氧化I^-為I₂，完成如下實驗：
?。砣∨c（3）等量的步驟Ⅱ后所得無色溶液，加入稍過量CaCl₂固體，振蕩，充分反應(yīng)后過濾得到無色溶液X和沉淀Y．
ⅱ．向無色溶液X，加入與（3）等量的鹽酸和CCl₄，振蕩后靜置，溶液分層，上、下層均幾乎無色．
ⅲ．取少量洗滌后的沉淀Y加入稀HNO₃，固體溶解，繼續(xù)加入少量KI溶液，溶液呈黃色．
ⅳ．……
a.由實驗ⅰ、ⅱ得出結(jié)論：

．
b.由實驗ⅲ和ⅳ得出結(jié)論：在酸性條件下
IO
-
3
可以氧化I^-為I₂．補全實驗ⅳ的操作和現(xiàn)象

．
（4）根據(jù)實驗ⅲ得出：氧化性I₂

IO
-
3
（填“＞”或“＜”），而實驗ⅰ表明I₂和
IO
-
3
的氧化性強弱關(guān)系相反，原因是

．
（5）查閱資料發(fā)現(xiàn)，
XO
-
3
與相應(yīng)的X^-（X=Cl,Br）均有類似上述反應(yīng)．濃度相同時，氧化性
C
l
O
-
3
≈
B
r
O
-
3
，但濃度均為0.1mol/L的
C
l
O
-
3
和Cl^-開始發(fā)生反應(yīng)時的pH為1，而濃度均為0.1mol/L的
B
r
O
-
3
和Br^-開始發(fā)生反應(yīng)的pH為5．試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋兩個反應(yīng)開始發(fā)生時pH不同的原因

．
發(fā)布：2024/9/20 6:0:10組卷：43引用：4難度：0.4
解析

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