Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-,所以两者之比为时,亚铁离子全部被氧化。
【详解】A、钠在氧气中燃烧,只生成过氧化钠,选项A错误;B、铁在Cl2中燃烧,只生成氯化铁,选项B错误;C、NH3与Cl2反应,氨气少量2NH3+3Cl2=6HCl+N2,氨气过量8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,所以两者之比为时,恰好完全反应生成HCl和N2,两者之比为时,恰好完全反应生成NH4Cl和N2,选项C正确;D、因还原性:Fe2+>Br-,氯气先氧化Fe2+,再氧化Br-,向FeBr2溶液中通入少量Cl2,只发生Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-,所以两者之比为时,亚铁离子全部被氧化,选项D错误;答案选C。
【点睛】本题考查了元素化合物的知识,D选项要熟悉碘离子、溴离子、二价铁离子还原性强弱顺序为解体关键,题目难度中等。
14.某无色溶液可能含有K+、Na+、NH4+ 、Ba2+、Fe3+、Fe2+、Cl-、Br-、SO32-、SO42-中若干种(忽略
+-水电离出的H、OH),且离子浓度相同,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到现象如下:
①用pH试纸检验,溶液的pH大于7
②向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置,CCl4层呈橙色
③向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3,有白色沉淀产生过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉淀产生
根据上述实验,以下说法正确的是
A. 无法推断原混合溶液中是否含有NH4+和SO42- B. 原混合溶液中Br-、SO32-肯定存在,Cl-可能存在 C. 确定溶液中是否存在Na+,需要做焰色反应
D. 原混合溶液中阳离子Ba2+、Fe3+、Fe2+一定不存在,K+、Na+、NH4+一定存在 【答案】D 【解析】
3+2+
由于溶液为无色,因此不可能存在Fe、Fe;由①可知,溶液呈碱性,说明含有弱酸阴离子,只有亚硫2-2+-酸根离子能够水解,使溶液显碱性,因此含有SO3,则不可能含Ba;由②中CCl4层呈橙色可知,含Br2-离子;由③可知,在②的溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3,白色沉淀为硫酸钡,由于含SO3,则可能2-含有SO4离子;向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉淀产生,白色沉淀为AgCl,但由于步骤2+3+2+
②加入了氯离子,所以不能确定原溶液是否含氯离子。根据上述分析,溶液中一定没有Ba、Fe、Fe,-2-+++
一定含有Br、SO3,因为离子浓度相同,根据溶液显电中性,在则一定含有K、Na、NH4,且不可
能存在Cl和SO42-,否则不满足电荷守恒。A.原混合溶液中含有NH4,不含SO42-,故A错误;B. 原混
-
+
-2--+
合溶液中Br、SO3肯定存在,Cl不可能存在,故B错误;C. Na一定存在,无需做焰色反应,故C错误;
D. 原混合溶液中阳离子Ba2+、Fe3+、Fe2+一定不存在,K+、Na+、NH4+一定存在,故D正确;故选D。
+++ -2-点睛:本题的关键是先确定存在的离子,再确定不共存的离子。难点是K、Na、NH4、Cl、SO4的确
定,需要根据离子浓度相同,利用电荷守恒进行判断。
15.钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属,广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒,其工艺流程图如下:
已知:钒有多种价态,其中+5价最稳定。钒在溶液中主要以H2O
VO3+2H。下列说法正确的是
-
+
和的形式存在,且存在平衡VO2++
A. 工业生产中,碱浸步骤可选用较为廉价的氨水 B. 可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3
C. 焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时,应加入过量盐酸使其溶解完全
D. 将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,则磁性产品中一定不含铁元素 【答案】B 【解析】 【分析】
赤泥进行碱浸,氧化铝溶解形成偏铝酸盐,再通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀。滤渣1系列操作得到V2O5,可知滤渣1中含有Fe2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物,进行还原、磁选,磁性产品中含有Fe等,非磁性产品含有V元素,在空气中焙烧后用盐酸溶解,钒在溶液中主要以VO2+和VO3﹣的形式存在,再加入氯化铵转化为NH4VO3,焙烧得到V2O5,由溶液中存在平衡VO2+H2O溶解时不宜过量。
【详解】A.氧化铝不溶于弱碱,氨水不能溶解氧化铝,故A错误;B.用盐酸溶液后的溶液中含有VO2+和VO3
﹣
+
VO3+2H,盐酸过量会抑制的生成NH4VO3,盐酸
-+
、Cl﹣,加入氯化铵生成NH4VO3沉淀,反应向生成更难溶的物质进行,可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3,
VO3-+2H+,盐酸过量平衡逆向移动,会抑制的生成NH4VO3,所
故B正确;C.溶液中存在平衡VO2++H2O
以不能加入过量的盐酸,故C错误;D.磁性产品中有铁的单质存在,若加入的硝酸不足,Fe元素被硝酸氧
化可能生成亚铁离子,亚铁离子遇KSCN溶液无明显现象,故D错误;选B。
【点睛】本题考查物质制备工艺流程,此类题目常涉及物质的分离提纯、条件的控制、原理的分析评价、陌生方程式书写等,涉及的元素化合物多是中学比较陌生的,侧重考查学生分析能力、知识迁移运用能力,解答工艺流程题目关键是理解整个流程。
16.向一定量Fe和Fe2O3的混合物中加入120mL一定浓度的稀硝酸恰好使混合物溶解,同时可得到标准状况下1.344L NO气体.向所得到的溶液中再加入KSCN溶液,无红色出现.若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,得到11.76g铁单质.则原稀硝酸的物质的量浓度为( )
-1-1A. 2mol?L B. 4mol?L
C. 5.75mol?L D. 无法计算 【答案】B 【解析】
【详解】一定量的Fe和Fe2O3的混合物中加入120mL的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现,则溶液中的溶质为Fe(NO3)2,足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物,得到11.76g铁单质,根据Fe元素守恒n[Fe(NO3)2]=n(Fe)=
=0.21mol,1.344LNO(标准状况)
-1
的物质的量为1.344L/22.4L/mol=0.06mol,根据氮元素守恒,n(HNO3)=2n[Fe(NO3)2]+n(NO)=0.21mol×2+0.06mol=0.48mol,故c(HNO3)=
=4mol/L,答案选B。
17.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:
(1)甲组同学取l0mL0.l mol·L-1KI溶液,加入6 mL0.l mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入lmLCCl4充分振荡、静置, CCl4层显紫色; ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀: ③第三支试行中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
______________;实验①和③说明:在I过量的情况下,溶液中仍含有实验②检验的离子是(填离子符号)
(填离子符号)_______________,由此可以证明该氧化还原反应为___________________(填可逆反应或不可逆反应)。
(2)乙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为____________________________;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__________________________________;生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)
-
_________________________________________________。 (3)丙组同学模拟工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3。
①若酸性FeCl2 废液中:c(Fe2+)=2.0×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1,则该溶液的pH约为_____________。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:□ClO3-+□Fe2++□________=□Cl-+□Fe3++□________。 【答案】 (1). Fe2+ (2). Fe3+ (3). 可逆反应 (4). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (5). Fe3+催化H2O2分解产生O2 (6). H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动 (7). 2 (8). 1 6 6H+ 1 6 3H2O 【解析】 【分析】
(1) 加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象,加入1滴KSCN溶液,溶液
23
变红是铁离子的检验特征反应现象;反应最后Fe+、Fe+、I-、I2共存。(2)向盛有H2O2溶液的试管中加入233
几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe+被H2O2氧化为 Fe+。Fe+能催化H2O2分解;H2O2分
解反应放热,温度升高促进Fe的水解。(3)①根据电荷守恒计算氢离子浓度;②根据得失电子守恒、电荷守恒配平离子方程式。
【详解】(1) 加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象,实验②检验的离子是Fe,加入1滴KSCN溶液,溶液变红是铁离子的检验特征反应现象,实验①和③说明:在I过量的情
323
况下,溶液中仍含有Fe+;反应最后Fe+、Fe+、I-、I2共存,说明该反应是可逆反应。(2)向盛有H2O2
2+
-
3+
溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe被H2O2氧化为 Fe,反应离子方程
2+3+3++
式是2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O。Fe能催化H2O2分解放出氧气,所以一段时间后,溶液中有气泡出现;
2+3+
H2O2分解反应放热,温度升高促进Fe3+的水解平衡正向移动,所以有红褐色氢氧化铁沉淀生成。(3)①根
23--23
10-2 mol·L-1-2.0×10-2 据电荷守恒, 2c(Fe+)+3c(Fe+) +c(H+)= c(Cl), c(H+)= c(Cl)-2c(Fe+)-3c(Fe+)= 5.3×
mol·L-1-1.0×10-3 mol·L-1=1.0×10-2 mol·L-1,所以pH=2;②根据得失电子守恒、电荷守恒NaClO3氧化
-2 -3
FeCl2的离子方程式是 1 ClO3+ 6 Fe++ 6H+= 1 Cl+ 6 Fe++3H2O。
18.水溶性离子是大气颗粒物的主要成分,研究其化学组成对于治理大气污染有重大意义,某地区大气颗粒物经采样与必要的预处理后得试样溶液。经离子色谱检验确定含有以下离子
NH4+、Na+、Mg2+、Ca2+、Al3+、SO42-、NO3-、CO32-、Cl-。某同学对其再进行如下的实验:
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