Question

鐵是重要的常見金屬材料，也是人類較早使用的金屬之一，．請運用鐵及其化合物的知識，完成下列問題．
（1）鐵路大提速后，為將短鐵軌焊接成長鐵軌，可在鐵軌接口處加入四氧化三鐵和鋁粉的混合物，用鎂條引燃發生反應，寫出發生置換反應的化學方程式并用單線橋法標出電子轉移

 

；
（2）向20mL的沸蒸餾水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl₃溶液，繼續煮沸沒有觀察到透明的紅褐色現象，請問此時分散系中粒子直徑的范圍是

 

nm，判斷的依據是

 

；
（3）電子工業常用30%的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅，制造印刷電路板，請寫出FeCl₃溶液與銅反應的離子方程式：

 

．
（4）某校同學為測定FeCl₃腐蝕銅后所得溶液的組成，提出如下假設：
a．只含

 

（填寫溶質化學式）
b．可能組成為

 

（填寫溶質化學式）
（5）欲從廢腐蝕液中回收銅，并重新獲得FeCl₃溶液，設計實驗方案如下：

請寫出上述實驗中加入或生成的有關物質的化學式：
①

 

 ③

 

④

 

．

Answer 1

分析：（1）化合價升高元素失電子，化合價降低元素得電子，化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數，據此回答；
（2）根據膠體分散系的微粒直徑大小范圍是1～100nm來回答判斷；
（3）鐵離子具有氧化性，能和還原性的物質Cu之間發生反應；
（4）根據金屬銅和三價鐵離子之間的反應情況來假設溶液的組成情況．
（5）實驗的目的是制取FeCl₃溶液，借助金屬銅和鐵的性質差異來除去金屬銅，用氯氣將氯化亞鐵氧化為鐵離子，據此回答判斷．

解答：解：（1）鋁熱反應中，Al元素化合價升高失電子，Fe元素化合價降低得電子，化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數=24，即，故答案為：；
（2）向20mL的沸蒸餾水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl₃溶液，繼續煮沸沒有觀察到透明的紅褐色現象，此時得到的分散系屬于溶液，分散質微粒直徑大小是＜1nm，而膠體粒子粒徑在1-100nm之間，故答案為：＜1；膠體粒子粒徑在1-100nm之間，該實驗沒有制備出膠體，因此粒徑在此范圍；
（3）鐵離子具有氧化性，能和還原性的物質Cu之間發生反應：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（4）金屬銅和三價鐵離子之間的反應情況：當金屬銅過量，得到的溶液中含有FeCl₂、CuCl₂；加入的金屬銅少量，則剩余氯化鐵，溶液的組成是FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂
，故答案為：a．FeCl₂、CuCl₂；b．FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂；
（5）①制取的是氯化鐵溶液，金屬①是鐵；濾液②是氯化亞鐵溶液；加入的鐵過量，濾渣③是鐵和銅；制取的是氯化鐵，溶解鐵，④加入應該是鹽酸；
故答案為：Fe；Fe Cu；HCl．

點評：本題涉及含鐵元素的化合物的性質、膠體的制備、氧化還原反應中電子轉移等知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．