某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。（甲同学...

某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。

（甲同学的实验）

装置	编号	试剂X	实验现象
	I	Na2SO3溶液(pH≈9)	闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转
II	NaHSO3溶液(pH≈5)	闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转

(1)配制FeCl3溶液时，先将FeCl3溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度。结合化学用语说明浓盐酸的作用：。

(2)甲同学探究实验I的电极产物______________。

①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液，加入______________，产生白色沉淀，证明产生了。

②该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为______________。

(3)实验I中负极的电极反应式为______________。

（乙同学的实验）

乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：

装置	编号	反应时间	实验现象
	III	0~1 min	产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出
1~30 min	沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色
30 min后	与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色

(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示②的可能原因。

① Fe3+＋3 Fe(OH)3 ＋3SO2；②______________。

(5)查阅资料：溶液中Fe3+、、OH－三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：

从反应速率和化学平衡两个角度解释1~30 min的实验现象：______________。

(6)解释30 min后上层溶液又变为浅红色的可能原因：______________。

（实验反思）

(7)分别对比I和II、II和III，FeCl3能否与Na2SO3或NaHSO3发生氧化还原反应和有关(写出两条)______________。

Fe3+＋3H2OFe(OH)3＋3H+，盐酸抑制氯化铁水解足量盐酸和BaCl2溶液取少量FeCl3溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+ 3SO32-+2e-+H2O=SO42-+2HSO3- H++HSO3-=H2O+SO2 生成红色配合物的反应速率快红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在O2的作用下，橙色的HOFeOSO2浓度下降，平衡不断正向移动，最终溶液几乎无色反应后的Fe2+被空气氧化为Fe3+，过量的电离提供SO32-，溶液中Fe3+、SO32-、OH－三种微粒会继续反应形成红色配合物溶液pH不同、Na2SO3、NaHSO3溶液中SO32-浓度不同(或Na2SO3与NaHSO3不同，或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物【解析】本题为实验探究题。（1）本小题为盐类水解的应用，为抑制盐的水解，在配置某些强酸弱碱盐溶液时可加入相应的酸，如配制FeCl3溶液时，先将FeCl3溶于浓盐酸，抑制氯化铁水解。（2）①本小题考查的是硫酸根离子的检验，向溶液中滴加盐酸和BaCl2溶液时产生白色沉淀且白色沉淀不溶于盐酸，证明溶液中含硫酸根离子。 ②本小题考查的是亚铁离子的检验，亚铁离子遇铁氰化钾产生蓝色沉淀。（3）本小题考查的是电极反应式的书写，负极失电子发生氧化反应。（4）②本小题考查的是盐类的水解，水解使溶液酸碱性相反的某些盐可发生双水解。（5）（6）两小题考查的是平衡移动的影响条件，当生成物的浓度减小时平衡向正向移动，则在O2的作用下，橙色的HOFeOSO2浓度下降，平衡不断正向移动，；当反应物的浓度增大时平衡向正向移动，则反应后的Fe2+被空气氧化为Fe3+，过量的HSO3-电离提供SO32-，溶液中Fe3+、SO32-、OH－三种微粒会继续反应形成红色配合物，平衡不断正向移动，则30 min后与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色。。（7）I和II实验中亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的pH不同，溶液中SO32-浓度不同，与FeCl3反应的现象也不同，是影响与FeCl3是否发生氧化还原反应的原因之一；II和III实验中NaHSO3与FeCl3一个接触，一个没接触，反应现象不同，是影响与FeCl3是否发生氧化还原反应的原因之一。（1）氯化铁是强酸弱碱盐，在水中会发生水解，水解方程式为Fe3+＋3H2OFe(OH)3＋3H+，则在配制FeCl3溶液时，先将FeCl3溶于浓盐酸，抑制氯化铁水解。本小题答案为：Fe3+＋3H2OFe(OH)3＋3H+，盐酸抑制氯化铁水解。（2）①实验I中试剂X为亚硫酸钠，亚硫酸钠溶液中的亚硫酸根离子在此电极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，当向此电极产物中滴加盐酸和BaCl2溶液时产生白色沉淀且白色沉淀不溶于盐酸，证明此电极产物为硫酸根离子。本小题答案为：足量盐酸和BaCl2溶液。 ②Fe3+得电子发生还原反应生成Fe2+，则探究这一电极的产物时可取少量FeCl3溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，Fe2+遇铁氰化钾产生蓝色沉淀。本小题答案为：取少量FeCl3溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+ （3）负极应发生氧化反应，亚硫酸钠中的硫元素化合价由+4价升高到+6价失电子发生氧化反应，则亚硫酸钠对应的一极为负极，电极反应式为3SO32-+2e-+H2O=SO42-+2HSO3-。本小题答案为：3SO32-+2e-+H2O=SO42-+2HSO3-。（4）②FeCl3为强酸弱碱盐水解显酸性，溶液中的氢离子再与亚硫酸氢根离子发生复分解反应H++HSO3-=H2O+SO2。本小题答案为：H++HSO3-=H2O+SO2。（5）1~30 min的实验现象为沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，可见生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；是因为在O2的作用下，橙色的HOFeOSO2浓度下降，平衡不断正向移动，最终溶液几乎无色。本小题答案为：生成红色配合物的反应速率快红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在O2的作用下，橙色的HOFeOSO2浓度下降，平衡不断正向移动，最终溶液几乎无色。（6）反应后的Fe2+被空气氧化为Fe3+，过量的HSO3-电离提供SO32-，溶液中Fe3+、SO32-、OH－三种微粒会继续反应形成红色配合物，则30 min后与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色。本小题答案为：反应后的Fe2+被空气氧化为Fe3+，过量的HSO3-电离提供SO32-，溶液中Fe3+、SO32-、OH－三种微粒会继续反应形成红色配合物。（7）I和II实验中亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的pH不同，溶液中SO32-浓度不同，与FeCl3反应的现象也不同，是影响与FeCl3是否发生氧化还原反应的原因之一；II和III实验中NaHSO3与FeCl3一个接触，一个没接触，反应现象不同，是影响与FeCl3是否发生氧化还原反应的原因之一。本小题答案为：溶液pH不同、Na2SO3、NaHSO3溶液中SO32-浓度不同(或Na2SO3与NaHSO3不同，或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物。

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考点分析：

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(1)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下：

成分	含量/(mg/L)	成分	含量/(mg/L)
Cl-	18980	Ca2+	400
Na+	10560		142
	2560	Br-	64
Mg2+	1272

电渗析法淡化海水示意图如图所示，其中阴(阳) 离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。

①电解氯化钠溶液的离子方程式_____。

②电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因_____。在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有_________和CaCO3。

③淡水的出口为_________(填“a”、“b”或“c”)；a 出口物质为_____(填化学式)。

④若用下面燃料电池为电源电解 100mL1mol•L－1 氯化钠溶液，当电池消耗0.00025 molO2 时，常温下，所得溶液的 pH 为__________(忽略反应前后溶液体积变化)

(2)如图Ⅰ是氢氧燃料电池(电解质为 KOH 溶液)的结构示意图，

①Ⅰ中通入O2的一端为电池的_____极。通入H2的一端的电极反应式_________

②若在Ⅱ中实现锌片上镀铜，则 b 的电极材料是_____，N 溶液为_____溶液。

③若在Ⅱ中实现 Cu+H2SO4= CuSO4+H2↑，则a 极的反应式是_____，N 溶液为 _____溶液。

(3)工业上用 Na2SO3 溶液吸收 SO2，过程中往往得到 Na2SO3 和 NaHSO3的混合溶液，溶液 pH 随 n( ):n() 变化关系如下表：

n()： n()	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

当吸收液的 pH 降至约为 6 时，送至电解槽再生。再生示意图如下，结合图示回答：

①在阳极放电的电极反应式是_____。

②当阴极室中溶液 pH升至 8 以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：_____。

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氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。

(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K 值。

反应	大气固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)	工业固氮N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因____。

②从平衡视角考虑工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择 500℃左右的高温，解释其可能的原因_____。

(2)工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定 N2 的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是_____(填“A”或“B”)；比较р1、р2的大小关系_____。

(3)下图是某压强下，N2 与H2 按体积比1∶3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线。其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。

①图中b 点，v(正)_____v(逆)。(填“＞”、“＝”或“＜”)

②图中a 点，容器内气体 n(N2):n(NH3)=_____。

(4)已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＝－92.4kJ·mol－1；2H2(g) +O2(g)2H2O(l)△H＝－575.6kJ·mol－1；近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下氮气与液态水合成氨气，同时产生氧气的新思路，则该反应的热化学反应方程式为：_____。

(5)NH3在一定条件下可被氧化。

已知：ⅰ．4NH3(g)+3O2(g)＝2N2(g)+6H2O(g)ΔH＝﹣1298kJ/mol

ⅱ．

① 断开 1 mol H-O 键与断开 1 mol H-N 键所需能量相差约_____kJ；

② H-O 键比 H-N 键(填“强”或“弱”)_____。

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电解质的水溶液中存在电离平衡。

(1)醋酸是常见的弱酸。

① 醋酸在水溶液中的电离方程式为_______________________________。

② 下列方法中，可以使醋酸稀溶液中 CH3COOH 电离程度增大的是_______________________________(填字母序号)。

a．滴加少量浓盐酸 b．微热溶液

c．加水稀释 d．加入少量醋酸钠晶体

(2)Ⅰ.两种酸均能与氢氧化钠反应生成盐，其中醋酸与氢氧化钠反应能生成醋酸钠。实验室现有醋酸钠固体，取少量溶于水，溶液呈_______________________________(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)，其原因是(用离子方程式表示)_______________________________。

Ⅱ.用 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液分别滴定体积均为 20.00 mL、浓度均为 0.1 mol·L-1 的盐酸和醋酸溶液，得到滴定过程中溶液 pH 随加入 NaOH 溶液体积而变化的两条滴定曲线。

①滴定醋酸的曲线是_______________________________(填“I”或“II”)。

② 滴定开始前，三种溶液中由水电离出的 c(H+)最大的是_______________________________。

③ V1 和 V2 的关系：V1_______________________________V2(填“>”、“=”或“<”)。

④ M 点对应的溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________________________。

(3)为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化，某同学查阅资料并设计如下实验。资料：AgSCN 是白色沉淀，相同温度下，溶解度：AgSCN > AgI。

操作步骤	现象
步骤 1：向 2 mL 0.005 mol·L-1 AgNO3 溶液中加入 2 mL 0.005 mol·L-1 KSCN 溶液，静置。	出现白色沉淀。
步骤 2：取 1 mL 上层清液于试管中，滴加 1 滴 2 mol·L-1Fe(NO3)3 溶液。	溶液变红色。
步骤 3：向步骤 2 的溶液中，继续加入 5 滴 3 mol·L-1 AgNO3溶液。	现象 a ，溶液红色变浅。
步骤 4：向步骤 1 余下的浊液中加入 5 滴 3 mol·L-1 KI 溶液。	白色沉淀转化成黄色沉淀。