Question

（14分）铁及其化合物与生产、生活关系密切，请回答下列问题：

（1）印刷电路板是有高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，要用FeCl₃溶液作为“腐蚀液”。请你写出该反应的离子方程式：__                   __。

（2）工业上可用废铁屑制铁红（Fe₂O₃），生产中首先用废铁屑与HNO₃反应制得Fe（N0₃）₂。写出稀HNO₃与过量Fe反应的离子方程式：___             _；从“绿色化学”思想看制备Fe（NO₃）₂应用浓HNO₃还是稀HNO₃？并说明理由：_________________________

（3）高铁酸盐（FeO₄^2-）是一种新型净水剂，既能净水又能杀菌。请运用所学知识推测高铁酸盐（FeO₄^2-）能用于自来水杀菌消毒的原因：                 。制备它的一种方法是用Fe₂（SO₄）₃和NaClO在强碱性溶液中反应，写出反应的离子方程式：__                          。

（4）在一定体积的含有Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺的混合溶液中逐滴加入NaOH和Na₂SO₄的混合溶液（除上述离子外，其他离子不与所加试剂反应），产生沉淀的物质的量与所加溶液的体积的关系如图所示

①写出（a+10）到（a+20）过程中反应的离子方程式：___________________

②NaOH和Na₂SO₄的混合溶液中c（NaOH）                 c（Na₂SO₄）（填>、<或=）

③上述含Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺的混合溶液中n（Al³⁺）=          mol

Answer

（1）2Fe3+ + Cu ==== 2Fe2+ + Cu2+；

（2）3Fe + 2NO3- + 8H+ ==== 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O；稀稀HNO3，用稀HNO3氮原子的利用率比浓HNO3高，产生氮的氧化物较少，较浓HNO3环保，故选稀HNO3；

（3）FeO42-具有强的氧化性。2Fe3++3ClO—+10OH—====2 FeO42-+3Cl—+5H2O；

（4）①：Al（OH）3 + OH-====AlO2- + 2H2O；②=；③ 0.2 mol。

【解析】

试题分析：（1）FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，该反应的离子方程式为2Fe3+ + Cu ==== 2Fe2+ + Cu2+。（2）稀HNO3与过量Fe反应生成硝酸亚铁、NO和水，反应的离子方程式为3Fe + 2NO3- + 8H+ ==== 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O；铁与浓硝酸反应的离子方程式为Fe + 2NO3- +4H+ ==== Fe2+ + 2NO2↑+2H2O；对比两个反应，从“绿色化学”思想看制备等量的Fe（NO3）2时，稀HNO3氮原子的利用率比浓HNO3高，产生氮的氧化物较少，较浓HNO3环保，故选稀HNO3。（3）高铁酸盐（FeO42-）中铁元素为+6价，具有强氧化性，用来杀菌消毒；其还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体，吸附水中悬浮的杂质；故高铁酸盐（FeO42-）能用于自来水杀菌消毒的原因：FeO42-具有强的氧化性。Fe2（SO4）3和NaClO在强碱性溶液中反应生成FeO42-，反应的离子方程式：2Fe3++3ClO—+10OH—==2 FeO42-+3Cl—+5H2O。（4）分析题给图像知，在一定体积的含有Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中逐滴加入NaOH和Na2SO4的混合溶液，当滴入混合液0—amL，发生的反应为：Fe3+ + 3OH- == Fe（OH）3↓、Al3+ + 3OH-==Al（OH）3↓、Ba2+ + SO42-==BaSO4↓，当滴入混合液a—（a+10）mL，Al（OH）3 + OH-==AlO2- + 2H2O、Ba2+ + SO42-==BaSO4↓，且溶解的氢氧化铝和生成的硫酸钡物质的量相等，（a+10）—（a+20）mL时，发生的反应为Al（OH）3 + OH-==AlO2- + 2H2O。①（a+10）到（a+20）过程中反应的离子方程式：Al（OH）3 + OH-==AlO2- + 2H2O；②当滴入混合液a—（a+10）mL，Al（OH）3 + OH-==AlO2- + 2H2O、Ba2+ + SO42-==BaSO4↓，且溶解的氢氧化铝和生成的硫酸钡物质的量相等，则NaOH和Na2SO4的混合溶液中c（NaOH） =c（Na2SO4）；③由图像知a—（a+20）mL时，氢氧化铝溶解，发生的反应为Al（OH）3 + OH-==AlO2- + 2H2O，根据两段消耗氢氧化钠的物质的量和沉淀的物质的量变化知上述含Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中n（Al3+）=0.2mol。

考点：考查铁及其化合物、离子方程式书写和图像分析。