《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

42.(2022北京,13,3分)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。

答案： C ①中阴极表面产生的气体为H₂，随着反应的进行，一段时间后溶液中的c(H⁺)减小，同时阴极发生电极反应Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，生成的Cu覆盖在阴极铁制镀件表面，阻碍了H⁺与铁的接触，都可导致气体减少，A正确；因为①中溶液中有H⁺和Cu²⁺，铁制镀件与其接触，铁可能与H⁺、Cu²⁺发生反应生成Fe²⁺，B正确；当阴极有Cu析出时，阴极电极反应为Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，阳极电极反应为Cu - 2e⁻ = Cu²⁺，又因为②中电解液中无Fe元素，根据得失电子守恒，②中溶液c(Cu²⁺)保持不变，C错误；②中氨水过量，Cu²⁺与NH₃·H₂O反应生成[Cu(NH₃)₄]²⁺，使得c(Cu²⁺)比①中溶液的小，Cu缓慢析出，镀层更致密，D正确。
疑难突破
本题为探究型的对比实验题，以学生熟悉的实验为载体，但是实验现象与平时老师所教的有所不同，学生在做这种类型的试题时，一定要弄清哪些实验条件和现象是相同的，哪些是不同的。

43.(2024安徽,16,15分)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl₂－HgCl₂－K₂Cr₂O₇滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①c mol·L⁻¹ K₂Cr₂O₇标准溶液。
②SnCl₂溶液：称取6 g SnCl₂·2H₂O溶于20 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示（加热装置略去）操作步骤进行实验。

已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl₂可将Sn²⁺氧化为Sn⁴⁺，难以氧化Fe²⁺；Cr₂O₇²⁻可被Fe²⁺还原为Cr³⁺。回答下列问题：
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有____（填名称）。

(2)结合离子方程式解释配制SnCl₂溶液时加入锡粒的原因：______________________________。
(3)步骤Ⅰ中“微热”的原因是________________。
(4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
(5)若消耗c mol·L⁻¹ K₂Cr₂O₇标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为____（用含a、c、V的代数式表示）。
(6)SnCl₂－TiCl₃－KMnO₄滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl₂和TiCl₃将铁矿石试样中Fe³⁺还原为Fe²⁺，再用KMnO₄标准溶液滴定。
①从环保角度分析，该方法相比于SnCl₂－HgCl₂－K₂Cr₂O₇滴定法的优点是__________。
②为探究KMnO₄溶液滴定时，Cl⁻在不同酸度下对Fe²⁺测定结果的影响，分别向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L⁻¹ KMnO₄溶液，现象如下表：
|溶液|现象|
|----|----|
|空白实验|2 mL 0.3 mol·L⁻¹ NaCl溶液＋0.5 mL试剂X|紫红色不褪去|
|实验ⅰ|2 mL 0.3 mol·L⁻¹ NaCl溶液＋0.5 mL 0.1 mol·L⁻¹硫酸|紫红色不褪去|
|实验ⅱ|2 mL 0.3 mol·L⁻¹ NaCl溶液＋0.5 mL 6 mol·L⁻¹硫酸|紫红色明显变淡|
表中试剂X为__________；根据该实验可得出的结论是______________________________。

答案： 答案
(1)容量瓶、量筒
(2)Sn²⁺易被空气中的O₂氧化为Sn⁴⁺，离子方程式为2Sn²⁺ + O₂ + 4H⁺ = 2Sn⁴⁺ + 2H₂O，加入锡粒，发生反应Sn⁴⁺ + Sn = 2Sn²⁺，可防止Sn²⁺氧化
(3)加快赤铁矿试样与浓盐酸的反应速率
(4)偏小
(5)$\frac{0.336cV}{a}\times100\%$
(6)①更安全，对环境更友好 ②H₂O 酸度越大，KMnO₄的氧化性越强，Cl⁻对Fe²⁺测定结果的影响越大
解析
(2)由已知信息“室温时HgCl₂可将Sn²⁺氧化为Sn⁴⁺，难以氧化Fe²⁺”得，Sn²⁺的还原性大于Fe²⁺，则配制SnCl₂溶液时加入锡粒的目的是防止Sn²⁺被空气中的O₂氧化。
(4)步骤Ⅲ是用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定Fe²⁺的过程，若未“立即滴定”，部分Fe²⁺被空气中的O₂氧化为Fe³⁺，则在滴定时消耗K₂Cr₂O₇标准溶液的体积偏小，导致测定的铁含量偏小。
(5)由得失电子守恒得关系式：K₂Cr₂O₇～6Fe²⁺，则a g试样中Fe的质量分数为$\frac{cV\times10^{-3}\ mol\times6\times56\ g\cdot mol^{-1}}{a\ g}\times100\%=\frac{0.336cV}{a}\times100\%$。
(6)①SnCl₂ - HgCl₂ - K₂Cr₂O₇滴定法中，HgCl₂氧化Sn²⁺的离子方程式为Hg²⁺ + Sn²⁺ = Sn⁴⁺ + Hg，生成的Hg有毒，因此从环保角度看，SnCl₂ - TiCl₃ - KMnO₄滴定法更安全，符合绿色化学理念，利于保护环境。②为了控制变量，保证溶液体积相同，空白实验中的试剂X应为H₂O；实验ⅰ、ⅱ中c(H⁺)不同，实验ⅰ中c(H⁺)小，紫红色不褪去，实验ⅱ中c(H⁺)大，紫红色明显变浅，说明KMnO₄溶液滴定时，溶液酸度越大，KMnO₄的氧化性越强，Cl⁻被KMnO₄氧化的可能性越大，对Fe²⁺测定结果的影响越大。