Question

（16分）（一）某同學在一只燒杯里裝入一定量的純鐵粉，加入200mL 6mol/L的硝酸，鐵粉恰好溶解，請探究產物中鐵元素價態：
(1)提出假設：
假設1：產物只有+2價鐵；
假設2:___________________________________；
假設3:___________________________________。
(2)設計實驗：取反應所得溶液分別裝入甲、乙兩支試管，在甲中滴加酸性KMnO₄溶液；在乙中滴加KSCN溶液，觀察現象，推測實驗現象與結論：
①若現象為____________________，則假設1正確；
②若現象為____________________，則假設2正確；
③若現象為____________________，則假設3正確。
（二）、氯化鐵是常見的水處理劑，工業上制備無水FeCl₃的流程為：

(3)吸收劑X為FeCl₂溶液，其與尾氣Cl₂反應的離子方程式__________________。
(4)稱取上述樣品m克溶于25mL稀鹽酸，用蒸餾水配成50mL溶液，加入稍過量的KI溶液充分反應：，用淀粉作指示劑，用溶液進行滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液VmL，則樣品中FeCl₃的質量分數為____。(相對原子質量Fe：56  Cl：35.5)
(5)用FeCl₃溶液(32%-35%)腐蝕銅板電路時所得廢液含FeCl₃、FeCl₂和CuCl₂，若用化學方法回收廢液中的銅，簡述操作要點：___________________________________________________。

Answer 1

(1)假設2：產物中只有+3價鐵元素（1分）
假設3：產物中既有+2價又有+3價鐵元素。（1分）
(2)①甲試管溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化；（2分）
②甲試管溶液無明顯變化，乙試管溶液變紅色；（2分）
③甲試管溶液顏色褪去，乙試管溶液變紅色。（2分）
(3)Cl₂＋2Fe^2＋=2Cl^－＋2Fe^3＋（3分）     
(4)16.25 Vc/m%（3分）
(5)加過量Fe粉，將所得固體用過量鹽酸溶解殘留的鐵粉，過濾、洗滌、干燥。（2分）

（1）由于鐵的價態是＋2價或＋3價，所以分別是假設2：產物中只有+3價鐵元素；假設3：產物中既有+2價又有+3價鐵元素。
(2)①由于亞鐵離子具有還原性，所以如果假設I正確，則現象是甲試管溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化。
②如果是假設Ⅱ正確，則鐵離子能和KSCN溶液發生顯色反應，因此現象是甲試管溶液無明顯變化，乙試管溶液變紅色。
③如果是假設Ⅲ正確，則現象就是甲試管溶液顏色褪去，乙試管溶液變紅色。
（3）氯氣具有氧化性，能氧化氯化亞鐵，生成氯化鐵，方程式為Cl₂＋2Fe^2＋=2Cl^－＋2Fe^3＋。
（4）根據方程式可知，FeCl₃～Na₂S₂O₃，所以氯化鐵的物質的量是0.001cVmol，所以樣品中FeCl₃的質量分數為。
(5)要回收銅，則應該加入過量的鐵粉，置換出銅，過量的鐵用鹽酸溶解即可。所以正確的操作是加過量Fe粉，將所得固體用過量鹽酸溶解殘留的鐵粉，過濾、洗滌、干燥。
留的鐵粉，過濾、洗滌、干燥。（2分）