Question

铁是重要的常见金属材料,也是人类较早使用的金属之一。请运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。

（1）铁路大提速后，为将短铁轨焊接成长铁轨，可在铁轨接口处加入四氧化三铁和铝粉的混合物，用镁条引燃发生反应，写出发生置换反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移__________________；

（2）向20mL的沸蒸馏水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl₃溶液，继续煮沸没有观察到透明的红褐色现象，请问此时分散系中粒子直径的范围是______nm，判断的依据是_________________________；

（3）电子工业常用30%的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：_________________________。

（4）某校同学为测定FeCl₃腐蚀铜后所得溶液的组成，提出如下假设：

a.只含________________________（填写溶质化学式）。

b.可能组成为___________________（填写溶质化学式）。

（5）欲从废腐蚀液中回收铜，并重新获得FeCl₃溶液，设计实验方案如下：

请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：

①__________ ③_____________④___________

Answer

（1）

（2）＜1 nm，胶体粒子粒径在1～100nm之间，该实验没有制备出胶体，因此粒径在此范围。

（3）2Fe3++ Cu＝2Fe2+ +Cu2+。   （4）a . FeCl2、CuCl2 ；b. FeCl3 、FeCl2 、CuCl2

（5）① Fe  ③ Fe、Cu  ④ HCl

【解析】

试题分析：（1）铝是活泼的金属，能和四氧化生铁发生铝热反应生成铁和氧化铝。在反应中铝元素的化合价从0价升高到＋3价，失去3个电子。四氧化生铁中铁元素的化合价从＋价降低到0价，所以根据电子的得失守恒可知，其电子转移的表示方法为。

（2）向20mL的沸蒸馏水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl3溶液，继续煮沸没有观察到透明的红褐色现象，这说明反应中没有得到氢氧化铁胶体。由于胶体粒子粒径在1～100nm之间，该实验没有制备出胶体，所以此时分散系中粒子直径的范围是＜1nm。

（3）铁离子具有氧化性，能把铜氧化生成铜离子，而铁离子被还原为亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3++ Cu＝2Fe2+ +Cu2+。

（4）根据化学方程式2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2可知，反应后的溶液中溶质的可能组成是：a、如果恰好反应，则溶质是FeCl2、CuCl2；b、如果氯化铁过量，则溶质是FeCl3 、FeCl2 、CuCl2。

（5）铁的金属性强于铜，则要从溶液中中得到铜，需要加入金属铁置换出铜，即①是Fe，②是氯化亚铁；加入的铁是过量的，则得到的滤渣是铁和铜的混合物。要分离出铜，需要加入盐酸溶解铁，过滤、洗涤后得到铜，即④是盐酸，⑤是氯化亚铁和盐酸的混合物。将②与⑤混合通入氯气将氯化亚铁氧化生成氯化铁即可。

考点：考查氧化还原反应的表示；氢氧化铁胶体制备；离子方程式的书写以及物质的分离与提纯