Question

10．（Ⅰ）銅鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，某研究性學(xué)習(xí)小組用粗銅（含雜質(zhì)Fe）與過(guò)量氯氣反應(yīng)得固體A，用稀鹽酸溶解A，然后加試劑調(diào)節(jié)溶液的pH后得溶液B，溶液B經(jīng)系列操作可得氯化銅晶體，請(qǐng)回答：
（1）電解精煉粗銅時(shí)，粗銅與電源的正極（正極或負(fù)極）相連
（2）固體A用稀鹽酸溶解的原因是抑制鐵鹽和銅鹽水解反應(yīng)；
（3）加何種試劑可以調(diào)節(jié)溶液的pH后得溶液B？AC
A．CuO   B．Na₂CO₃   C．Cu₂（OH）₂CO₃  D．稀氨水
（4）已知元素在高價(jià)態(tài)時(shí)常表現(xiàn)氧化性，若在酸性CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，則生成CuCl的離子方程式是2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（Ⅱ）某含氧物質(zhì)X僅含三種元素，在198℃以下比較穩(wěn)定，溫度高時(shí)易分解．某研究小組設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)：

試回答如下問(wèn)題：
（1）X的化學(xué)式為K₂FeO₄，寫出X與H₂O反應(yīng)的離子方程式4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-
（2）工業(yè)上由紅棕色固體2可以制備其單質(zhì)，寫出化學(xué)方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe
（3）保存X時(shí)應(yīng)注意避免吸潮和受熱，寫出X在實(shí)際生活中的一種應(yīng)用可作凈水劑．

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）電解過(guò)程中，粗銅作陽(yáng)極，應(yīng)該為電源的正極相連；
（2）銅離子和鐵離子都能在水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，避免水解，用稀鹽酸溶解；
（3）調(diào)節(jié)溶液pH的目的是除去鐵離子，所選試劑不能與銅離子反應(yīng)，也不能引進(jìn)雜質(zhì)；
（4）銅離子變成了亞銅離子，被還原，亞硫酸根被氧化成硫酸根，寫成反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)升降相等配平方程式；
（Ⅱ）根據(jù)題中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，X與水反應(yīng)生成溶液Ⅰ焰色反應(yīng)為紫色，則X中含鉀元素，溶液2應(yīng)為氯化鉀溶液，X與水反應(yīng)生成膠體，沉淀后灼燒得紅棕色固體2，則紅棕色固體2為氧化鐵，膠體為氫氧化鐵，所以X中含有鐵元素，某含氧物質(zhì)X僅含三種元素，所以X由Fe、K、O組成，由于固體1為氯化鉀，質(zhì)量為2.98g，則其中鉀元素的物質(zhì)的量為0.04mol，固體2為氧化鐵，質(zhì)量為1.60g，則鐵元素的物質(zhì)的量為0.02mol，所以X中氧元素的物質(zhì)的量為：$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物質(zhì)的量之比為0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化學(xué)式為K₂FeO₄，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒可知，X與水反應(yīng)生成的無(wú)色氣體為氧氣，據(jù)此進(jìn)行答題．

解答 解：（Ⅰ）（1）電解時(shí)，純銅做陰極、粗銅做陽(yáng)極，則粗銅應(yīng)該與電源的正極相連，
故答案為：正極；    
（2）為了防止銅離子、鐵離子水解，一般用稀鹽酸溶解氯化鐵和氯化銅，
故答案為：抑制鐵鹽和銅鹽水解反應(yīng)；
（3）調(diào)節(jié)溶液pH后可以除去雜質(zhì)鐵離子，選用的試劑不能引進(jìn)雜質(zhì)，也不能與銅離子反應(yīng)，可以選用A．CuO、C．Cu₂（OH）₂CO₃，不能選用B．Na₂CO₃、D．稀氨水，
故答案為：AC；
（4）在酸性CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱生成了CuCl，亞硫酸根檢驗(yàn)還原性，被氧化成硫酸根，根據(jù)化合價(jià)變化配平方程式可得：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（Ⅱ）根據(jù)題中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，X與水反應(yīng)生成溶液Ⅰ焰色反應(yīng)為紫色，則X中含鉀元素，溶液2應(yīng)為氯化鉀溶液，X與水反應(yīng)生成膠體，沉淀后灼燒得紅棕色固體2，則紅棕色固體2為氧化鐵，膠體為氫氧化鐵，所以X中含有鐵元素，某含氧物質(zhì)X僅含三種元素，所以X由Fe、K、O組成，由于固體1為氯化鉀，質(zhì)量為2.98g，則其中鉀元素的物質(zhì)的量為0.04mol，固體2為氧化鐵，質(zhì)量為1.60g，則鐵元素的物質(zhì)的量為0.02mol，所以X中氧元素的物質(zhì)的量為$\frac{3.96-0.04×39-0.02×56}{16}$mol=0.08mol，所以X中Fe、K、O的物質(zhì)的量之比為0.02：0.04：0.08=1：2：4，所以X的化學(xué)式為K₂FeO₄，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒可知，X與水反應(yīng)生成的無(wú)色氣體為氧氣，
（1）根據(jù)上面的分析可知，X的化學(xué)式為K₂FeO₄，X與H₂O反應(yīng)的離子方程式為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-，
故答案為：K₂FeO₄；4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃（膠體）+3O₂↑+8OH^-；
（2）工業(yè)上由氧化鐵制備鐵的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe，
故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂+2Fe； 
（3）由于K₂FeO₄與水會(huì)反應(yīng)，所以保存K₂FeO₄時(shí)應(yīng)注意避免吸潮和受熱，K₂FeO₄在實(shí)際生活中由于與水反應(yīng)可以生成氫氧化鐵膠體，所以可作凈水劑，
故答案為：避免吸潮和受熱；可作凈水劑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了常見(jiàn)金屬單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及無(wú)機(jī)推斷、物質(zhì)的分離與提純方法的綜合應(yīng)用、化學(xué)方程式的書(shū)寫等知識(shí)，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．