Question

5．鐵、鋁、銅都是中學化學常見的金屬．
（1）FeCl₃溶液用于腐蝕印刷銅板，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（2）把SO₂氣體通入FeCl₃溶液中，發(fā)生反應的離子方程式為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺．
（3）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料．Fe（OH）₃和KClO在強堿性條件下反應可制取K₂FeO₄，其反應的離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-．
（4）用廢鐵皮制取鐵紅（Fe₂O₃）的部分流程示意圖如圖：

①過量的鐵會與稀硝酸反應生成硝酸亞鐵，請寫出該反應的化學方程式：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應：4Fe（NO₃）₂+O₂+（2n+4）H₂O═2Fe₂O₃•nH₂O+8HNO₃，4Fe+10HNO₃═4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，第一個反應的還原劑是Fe（NO₃）₂，第二個反應每生成1molNH₄NO₃，被還原的硝酸的物質的量是1mol．
③如何檢驗NH₄NO₃溶液中的NH₄⁺離子，請描述操作向硝酸銨溶液中加入氫氧化鈉溶液，用酒精燈加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍，則說明原溶液中含有銨根離子，反之則無，寫出相關的離子反應方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
④Fe（NO₃）₂在保存過程中容易被氧化，為防止被氧化常加入鐵粉．
⑤上述生產(chǎn)結束后，流程中氮元素最主要的存在形式為（填字母）b．
a、氮氧化物     b、硝酸銨      c、硝酸亞鐵     d、硝酸．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃溶液用于腐蝕印刷銅板，反應生成氯化銅、氯化亞鐵；
（2）SO₂氣體通入FeCl₃溶液中，發(fā)生氧化還原反應生成硫酸亞鐵、鹽酸；
（3）Fe（OH）₃和KClO在強堿性條件下反應可制取K₂FeO₄，為氧化還原反應，還生成氯化鉀；
（4）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉化為Fe₂O₃•nH₂O，最后得到鐵紅，
①Fe過量，與硝酸反應生成硝酸亞鐵、NO和水；
②根據(jù)反中的元素的化合價的變化判斷還原劑，根據(jù)電子得失守恒計算被還原的硝酸；
③銨根離子與堿反應生成氨氣；
④鐵與硝酸鐵反應生成硝酸亞鐵；
⑤根據(jù)流程圖可知，生產(chǎn)結束后氮元素主要存在硝酸銨溶液中．

解答 解：（1）FeCl₃溶液用于腐蝕印刷銅板，反應生成氯化銅、氯化亞鐵，離子反應為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）SO₂氣體通入FeCl₃溶液中，發(fā)生氧化還原反應生成硫酸亞鐵、鹽酸，離子反應為SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，故答案為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺；
（3）Fe（OH）₃和KClO在強堿性條件下反應可制取K₂FeO₄，為氧化還原反應，還生成氯化鉀，離子反應為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-；
（4）由流程圖可知，F(xiàn)e與硝酸反應生成硝酸亞鐵，步驟Ⅱ中轉化為Fe₂O₃•nH₂O，最后得到鐵紅，
①Fe過量，與硝酸反應生成硝酸亞鐵、NO和水，反應為3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
②反應4Fe（NO₃）₂+O₂+（2n+4）H₂O═2Fe₂O₃•nH₂O+8HNO₃中，鐵元素的化合價從+2價升到+3價，所以反應的還原劑是4Fe（NO₃）₂，根據(jù)反應4Fe+10HNO₃═4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O可知，氮從+5價降到-3價，反應中共轉移8個電子，所以每生成1molNH₄NO₃，被還原的硝酸的物質量是1mol，
故答案為：Fe（NO₃）₂；1mol；
③銨根離子與堿反應生成氨氣，則NH₄⁺離子檢驗方法為向硝酸銨溶液中加入氫氧化鈉溶液，用酒精燈加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍，則說明原溶液中含有銨根離子，反之則無，發(fā)生離子反應為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：向硝酸銨溶液中加入氫氧化鈉溶液，用酒精燈加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍，則說明原溶液中含有銨根離子，反之則無；NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
④鐵與硝酸鐵反應生成硝酸亞鐵，則Fe（NO₃）₂在保存過程中容易被氧化，為防止被氧化常加入鐵粉，故答案為：鐵粉；
⑤根據(jù)流程圖可知，生產(chǎn)結束后氮元素主要存在硝酸銨溶液中，故選b．

點評 本題考查較綜合，涉及氧化還原反應、離子反應及物質的制備流程等，為高頻考點，側重分析能力及計算能力的考查，把握化學反應原理及制備流程的分析為解答的關鍵，題目難度中等．