Question

某研究性学习小组请你参与“铁及其化合物”有关性质的实验探究，并共同解答下列问题：

探究一

（1）将FeCl₃溶液滴入沸水可以制得Fe(OH)₃胶体，写出其离子反应__。

（2）电子工业用FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式__。

工程师欲从制造印刷电路板的废水中回收铜，并获得FeCl₃溶液，设计如下方案：

根据上述设计方案并结合所学知识回答以下问题。

（3）检验滤液E中金属阳离子的方法是__。

（4）通入F发生反应的离子方程式为__。

探究二

FeBr₂是一种黄绿色鳞片状的固体，某研究性小组需要90mL0.10mol·L^-1FeBr₂溶液，回答下列问题：

（1）配制FeBr₂溶液除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外还需的玻璃仪器是__。

（2）用托盘天平称量FeBr₂的质量为__g。

（3）下列有关配制过程中说法正确的是__（填序号）。

a.用“左码右物”的称量方法称量固体质量（使用游码）会偏大

b.将称量的FeBr₂放入容量瓶中，加90mL蒸馏水溶解

C.洗涤溶解FeBr₂的烧杯，并将洗涤液转移至容量瓶中

d.容量瓶贴签存放配好的FeBr₂溶液

e.定容时，仰视容量瓶刻度线会使配制的FeBr₂溶液浓度偏高

探究三

制备Fe(OH)₂，在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H₂SO₄等试剂来制备。

（1）实验开始时（活塞f关闭），止水夹e是__（填“打开”或“关闭”）的。

（2）如何检验装置内空气已经排尽？__。

（3）排尽装置内空气后，为了制得白色Fe(OH)₂沉淀，操作步骤是__。

（4）开启活塞f放掉约液体，此时裝置B中试剂瓶中发生的化学反应方程式为__。

（5）下列各图示中__（填序号）能较长时间看到Fe(OH)₂白色沉淀。

Answer

Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 取少量滤液E于试管中，先加KSCN溶液，无现象，再加新制氯水，溶液变为血红色，则滤液E中含有Fe2+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 100mL容量瓶 2.2 C 打开 检验B装置导管出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，空气已排尽 关闭e 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ①②③

【解析】

探究一（1）将FeCl3溶液滴入沸水可以生成Fe(OH)3胶体和氯化氢，反应离子方程式是Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+；

（2）FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

（3）根据分析，滤液E中的溶质是氯化亚铁，检验滤液E中亚铁离子的方法是：取少量滤液E于试管中，先加KSCN溶液，无现象，再加新制氯水，溶液变为血红色，则滤液E中含有Fe2+；

（4）氯化亚铁溶液通入氯气生成氯化铁，发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

探究二：（1）配制90mL0.10mol·L-1FeBr2溶液，需要选用规格为100mL的容量瓶，用天平称取一定质量的溴化亚铁，在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌，冷却后用玻璃棒引流转移到100mL的容量瓶中，洗涤烧杯、玻璃棒2～3次，并把洗涤液转移到容量瓶，向容量瓶中加水，液面离刻度线1～2cm时改用胶头滴管加水至刻度线，摇匀，配制过程中需要使用的仪器为：烧杯、玻璃棒、胶头滴管，还缺少的仪器为100mL容量瓶；

（2）配制90mL0.10mol·L-1FeBr2溶液，需要选用规格为100mL的容量瓶， m=0.10mol·L-1×0.1L×216g/mol≈2.2g，用托盘天平称量FeBr2的质量为2.2g；

（3）a.根据“左=右+游”，用“左码右物”的称量方法称量固体质量（使用游码）会偏小，故a错误；

b.将称量的FeBr2放入烧杯中，加少量蒸馏水溶解，故b错误；

c.为保证溴化亚铁完全移入容量瓶，洗涤溶解FeBr2的烧杯，并将洗涤液转移至容量瓶中，故c正确；

d.容量瓶不能长期保存配制好的溶液，故d错误；

e.定容时，仰视容量瓶刻度线，溶液体积偏大，会使配制的FeBr2溶液浓度偏低，故e错误；选c；

探究三：（1）实验开始时要用氢气排出B中的空气，（活塞f关闭），所以止水夹e是打开的。

（2）检验B装置导管出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，空气已排尽。

（3）排尽装置内空气后，关闭e，A中的硫酸亚铁被压入B，与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀 ；

（4）开启活塞f放掉约液体，空气进入B，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，此时裝置B中发生反应的方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

（5）①试管内生成氢气排出空气，氢氧化亚铁与空气隔绝，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀；②试管A内生成氢气排出B中的空气，氢氧化亚铁与空气隔绝，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀；③苯隔绝空气，氢氧化亚铁与氧气隔绝，能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀；故选①②③。