三氯化铁溶液可腐蚀印刷电路板上的铜膜,某小组为了从腐蚀废液 ( 含有大量 CuCl 2 、 FeCl 2 和 FeCl 3 中回收铜,并将铁的化合物全部转化为溶液作为腐蚀液原料循环使用,设计了如下实验步骤:
(1) 写出下列物质的化学式: ② _______ ; ③ _______ ;
(2) 写出 FeCl 3 溶液与铜发生反应的离子方程式: _______ ;
(3) 向滤液 ②中加入 NaOH 溶液并长时间暴露在空气中,可以观察到先生成了白色沉淀,迅速变成 _______ 色,最后变成红褐色,沉淀变化过程发生反应的化学方程式为 _______ ;
(4) 通入 ⑥ 发生反应的离子方程式: _______ ;
(5) 若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是 _______ ( 填字母代号 ) 。
A. 有铜无铁 B. 有铁无铜 C. 铁、铜都有 D. 铁、铜都无
FeCl 2 Fe 、 Cu 灰绿 B
【分析】
废液中含有大量 CuCl 2 、 FeCl 2 和 FeCl 3 ,加入过量的铁粉, Fe 与 FeCl 3 、 CuCl 2 都能发生反应,过滤,滤液 ②中的溶质是 FeCl 2 ,滤渣 ③是铁和铜的混合物;滤渣③中加入足量盐酸,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜不反应,过滤出金属铜,滤液⑤的溶质是 FeCl 2 ;滤液 ②与滤液⑤混合后通入氯气,氯化亚铁被氧化为氯化铁,故①为 Fe , ②为 FeCl 2 , ③ 为 Fe 、 Cu , ④ 为盐酸, ⑤ 为 FeCl 2 和盐酸, ⑥ 为氯气。
【详解】
(1) 由分析知, ②为 FeCl 2 ; ③为 Fe 、 Cu ;
(2) FeCl 3 溶液与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜,发生反应的离子方程式为: ;
(3) 滤液 ②的溶质是氯化亚铁,加入 NaOH 溶液,生成白色氢氧化亚铁沉淀,反应方程式是 FeCl 2 +2NaOH=Fe(OH) 2 ↓+2NaCl ;长时间暴露在空气中,氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁,所以迅速变为灰绿色,接着又转化为红褐色沉淀,反应的化学方程式为 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 ;
(4) 氯化亚铁通入氯气生成氯化铁,发生反应的离子方程式为 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ;
(5) 铁的还原性大于铜,若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,铁粉先与氯化铁反应,反应结束后,不可能出现的结果是有铁无铜,故选 B 。
氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
电子的得失过程:
其过程用核外电子排布变化情况可表示为:
氧化还原反应中存在以下一般规律:
强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:
物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
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