Question

【題目】是應用最廣泛的金屬，鐵的氯化物、氧化物均為重要化合物。

（1）工程師欲從制造印刷電路板的廢水中回收銅，并獲得FeCl3溶液，設計如下方案：

①濾渣C的化學式為_____________。

②通入F發生反應的化學方程式為_________________________。

③要證明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，進行如下實驗操作時的最佳順序為________。

a.加入足量氯水b.加入足量KMnO4溶液 c.加入少量KSCN溶液

A．ac B．cb C．ca D．abc

(2)四氧化三鐵（Fe3O4）磁性納米顆粒穩定、容易生產且用途廣泛，是臨床診斷、生物技術和環境化學領域多種潛在應用的有力工具．水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應是：

3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- ═Fe3O4↓+S4O62-+2H2O．請回答下列問題．

①水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應中，還原劑是__________．

②反應的化學方程式中x=______．

③每生成1molFe3O4，反應轉移的電子為____________mol，被Fe2+還原的O2的物質的量為______mol．

Answer 1

【答案】Fe、Cu 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 C Fe2+ 和S2O32- 4 4 0.5

【解析】

（1）制取的是氯化鐵溶液,金屬A是鐵，濾液B是氯化亞鐵溶液，加入的鐵過量，濾渣C是鐵和銅；制取的是氯化鐵，溶解鐵，D加入應該是鹽酸，氯化亞鐵被氯氣氧化為氯化鐵，據以上分析解答。

（2）從電荷守恒的角度分析,可配平反應的離子方程式: 3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- ═Fe3O4↓+S4O62-+2H2O ,反應中3Fe2+→Fe3O4,當3molFe2+參加反應時,有2molFe2+ 化合價升高,反應中Fe和S元素的化合價升高,被氧化,氧氣為氧化劑，據以上分析解答。

(1)制取的是氯化鐵溶液,金屬A是鐵；濾液B是氯化亞鐵溶液；加入的鐵過量，濾渣C是鐵和銅；制取的是氯化鐵,溶解鐵,D加入應該是鹽酸；氯化亞鐵和氯氣反應生成氯化鐵，
①結合以上分析可知，濾渣C的化學式為Fe、Cu；

因此，本題正確答案是:Fe、Cu。
②結合以上分析可知，氯氣能夠將亞鐵離子氧化成三價鐵離子,反應方程式是: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ；

綜上所述，本題答案是：2FeCl2+Cl2=2FeCl3。

③鑒別某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+的步驟為：先向溶液中加入含有KSCN的溶液，看是否有紅色生成，若有紅色生成則該溶液中含有Fe3+；若無紅色生成，再向其中加入具有強氧化性的物質，觀察是否有紅色生成，若有紅色生成，則該溶液中含有Fe2+。加入的氧化劑的本身顏色不能干擾該檢驗反應，紫紅色的KMnO4溶液對于Fe3+和SCN-生成的紅色物質有干擾，而黃色的氯水不會，故選ca 。

綜上所述，本題選C。

(2) ①反應中Fe元素化合價部分升高為+3價,S元素化合價由+2價升高到+2.5價,則還原劑是. Fe2+ 和S2O32-；

因此，本題正確答案是: Fe2+ 和S2O32-。

②由電荷守恒可以知道,陽離子帶的電荷總數等于陰離子帶的負電荷總數，關系式為（+2）×3+(-2)×2+x×(-1)=-2,則x=4；

因此，本題正確答案是:4。
③Fe、S元素的化合價升高，O元素的化合價降低，由反應可以知道,該反應轉移4e-，所以每生成1molFe3O4，由O元素的化合價變化可以知道,轉移電子為1×2×[0-(-2)]=4，每生成1molFe3O4，消耗3molFe2+，其中有2molFe2+ 被氧化生成+3價,則被Fe2+還原的O2的物質的量為2/[2×(2-0)]=0.5mol；

因此，本題正確答案是:4，0.5。