Question

（16分）（一）某同学在一只烧杯里装入一定量的纯铁粉，加入200mL 6mol/L的硝酸，铁粉恰好溶解，请探究产物中铁元素价态：

(1)提出假设：

假设1：产物只有+2价铁；

假设2:___________________________________；

假设3:___________________________________。

(2)设计实验：取反应所得溶液分别装入甲、乙两支试管，在甲中滴加酸性KMnO₄溶液；在乙中滴加KSCN溶液，观察现象，推测实验现象与结论：

①若现象为____________________，则假设1正确；

②若现象为____________________，则假设2正确；

③若现象为____________________，则假设3正确。

（二）、氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl₃的流程为：

(3)吸收剂X为FeCl₂溶液，其与尾气Cl₂反应的离子方程式__________________。

(4)称取上述样品m克溶于25mL稀盐酸，用蒸馏水配成50mL溶液，加入稍过量的KI溶液充分反应：，用淀粉作指示剂，用溶液进行滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液VmL，则样品中FeCl₃的质量分数为____。(相对原子质量Fe：56  Cl：35.5)

(5)用FeCl₃溶液(32%-35%)腐蚀铜板电路时所得废液含FeCl₃、FeCl₂和CuCl₂，若用化学方法回收废液中的铜，简述操作要点：___________________________________________________。

Answer

(1)假设2：产物中只有+3价铁元素（1分）

假设3：产物中既有+2价又有+3价铁元素。（1分）

(2)①甲试管溶液紫色褪去，乙试管没有明显变化；（2分）

②甲试管溶液无明显变化，乙试管溶液变红色；（2分）

③甲试管溶液颜色褪去，乙试管溶液变红色。（2分）

(3)Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋（3分）     

(4)16.25 Vc/m%（3分）

(5)加过量Fe粉，将所得固体用过量盐酸溶解残留的铁粉，过滤、洗涤、干燥。（2分）

【解析】（1）由于铁的价态是＋2价或＋3价，所以分别是假设2：产物中只有+3价铁元素；假设3：产物中既有+2价又有+3价铁元素。

(2)①由于亚铁离子具有还原性，所以如果假设I正确，则现象是甲试管溶液紫色褪去，乙试管没有明显变化。

②如果是假设Ⅱ正确，则铁离子能和KSCN溶液发生显色反应，因此现象是甲试管溶液无明显变化，乙试管溶液变红色。

③如果是假设Ⅲ正确，则现象就是甲试管溶液颜色褪去，乙试管溶液变红色。

（3）氯气具有氧化性，能氧化氯化亚铁，生成氯化铁，方程式为Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋。

（4）根据方程式可知，FeCl3～Na2S2O3，所以氯化铁的物质的量是0.001cVmol，所以样品中FeCl3的质量分数为。

(5)要回收铜，则应该加入过量的铁粉，置换出铜，过量的铁用盐酸溶解即可。所以正确的操作是加过量Fe粉，将所得固体用过量盐酸溶解残留的铁粉，过滤、洗涤、干燥。

留的铁粉，过滤、洗涤、干燥。（2分）