高中化学鲁科版（2019）-试题列表-第6页

1、某小组同学向pH=1的0.5 mol/L的FeCl₃溶液中分别加入过量的Cu、Zn、Mg，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。

实验验证，现象如下表所示。

实验	金属	操作、现象及产物
Ⅰ	过量Cu	一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ	过量Zn	一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ	过量Mg	有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质

反应结束后，分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，都检测出有Fe²⁺生成。

(1)、理论分析，依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe³⁺还原为Fe的金属是（不定项）。

A．Cu B.Zn C.Mg

(2)、实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因。

对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。

a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe³⁺、H⁺浓度较大时，即使Zn与Fe²⁺反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe³⁺、H⁺消耗。写出Fe与Fe³⁺反应的离子方程式。

b.乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被H⁺消耗。设计实验：取Ⅱ中pH为3~4的上层清液，加入少量铁粉，观察到（填实验现象）。证实了此条件下可忽略H⁺对Fe的消耗。

c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe²⁺的反应。

经过后续实验，证实了Zn粉确实被包裹。

(3)、查阅资料：c(Fe³⁺)=0.5 mol/L的溶液开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，观察到（填实验现象），溶液颜色变浅，停止加盐酸，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。

(4)、对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因______（不定项）。

A、Mg更活泼，反应中快速产生大量气泡，阻止包裹的形成 B、pH为3~4时，还未生成Fe(OH)₃沉淀，还未形成包裹 C、pH约3~4时，可忽略H⁺对铁的消耗 D、相比于H⁺ ， Mg优先与Fe²⁺反应

(5)、LiFePO₄电池稳定性高、安全、对环境友好，该电池的总反应式为：

{Li}_{1 - x} {FePO}_{4} + {Li}_{x} C_{6} ⇌_{充 电}^{放 电}

{LiFePO}_{4} + C_{6}

，其放电时的工作原理如图所示。

①充电时，电极a的电极名称为；

A.正极 B.阳极 C.阴极 D.负极

②放电时电极b的电极反应式为。

化学键	H₂O中H-O键	O₂中O=O键	H₂中H-H键	H₂O₂中O-O键	H₂O₂中O-H键
键能/(kJ·mol^-1)	463	496	436	138	463

选项	事实	解释
A	HF的沸点比HCl的高	F原子半径比Cl原子小，H-F键长比H-Cl键长短
B	酸性： $H_{2} S > {CH}_{3} SH$	S-H的极性： $H_{2} S > {CH}_{3} SH$
C	稳定性： ${[Cu {({NH}_{3})}_{4}]}^{2 +} > {[Cu {(H_{2} O)}_{4}]}^{2 +}$	N电负性小于O
D	可用 ${CS}_{2}$ 除去试管内残余的S	${CS}_{2}$ 是非极性分子，可以溶解硫

离子	${Ni}^{2+}$	${Fe}^{3+}$	${Cu}^{2+}$
开始沉淀时的 $pH$	6.4	2.2	4.4
完全沉淀时的 $pH$	8.4	3.5	6.7

化学键	N-H	H-O	O=O	N≡N	N-N
键能/KJ·mol^-1	391	463	496	946	159

时间/h	1	2	3	4	5	6
P后/P前	0.90	0.85	0.83	0.81	0.80	0.80

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