Question

20．以下為中學化學中常見的物質：①Cu； ②1mol•L^-1的FeCl₃溶液； ③CuCl₂溶液；④CO₂；⑤H₂SO₄；⑥酒精；⑦CaCO₃；⑧FeSO₄
（1）以上物質中屬于電解質的是⑤⑦⑧；屬于混合物的是②③．
（2）用潔凈的燒杯取少量蒸餾水，用酒精燈加熱至沸騰，向燒杯中逐滴加入②的溶液，至液體呈透明的紅褐色氫氧化鐵膠體．則反應的化學方程式為FeCl₃+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3HCl；氫氧化鐵膠體中分散質微粒的直徑范圍為1～100nm；判斷該膠體制備是否成功的方法是用一束光線照射，能產生一條光亮的通路．
（3）將②③⑧混合配制成濃度均為1mol•L^-1的混合溶液100mL，加入一定量的鐵粉，充分反應后，若鐵粉無剩余，且有銅生成．則反應后的溶液中一定含有Fe²⁺陽離子，可能含有Cu²⁺陽離子，該陽離子在溶液中物質的量可能的存在范圍是0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol．

Answer 1

分析 （1）在水溶液中或熔融狀態下能導電的化合物為電解質；由兩種或以上物質構成的為混合物；
（2）本題要根據氫氧化鐵膠體膠體的制備、性質（丁達爾效應、聚沉）和膠體微粒直徑的大小解答；
（3）FeCl₃、CuCl₂和FeSO₄的混合溶液中加入鐵粉，鐵粉先和Fe³⁺反應，然后再和Cu²⁺反應，當鐵粉無剩余、且有銅生成時，說明Fe³⁺反應完全，Cu²⁺已經開始反應，而鐵粉無剩余，故Cu²⁺不一定完全反應，據此分析．

解答 解：（1）①Cu是單質，是純凈物，既不是電解質也不是非電解質； ②1mol•L^-1的FeCl₃溶液是混合物，既不是電解質也不是非電解質； ③CuCl₂溶液是混合物，既不是電解質也不是非電解質；④CO₂是純凈物，是非電解質；⑤H₂SO₄是純凈物，是電解質；⑥酒精是純凈物，是非電解質；⑦CaCO₃是純凈物，是電解質；⑧FeSO₄
是純凈物，是電解質，故是電解質的是⑤⑦⑧；是混合物的是②③，
故答案為：⑤⑦⑧；②③；
（2））制備氫氧化鐵膠體用的水眼淚水解的知識，加熱條件下FeCl₃的水解生成膠體，因此方程式中要寫明條件（加熱），特別注意的是：生成的是膠體而不是沉淀，化學方程式為FeCl₃+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3HCl；氫氧化鐵膠體是膠體分散系中的一種，膠體粒子直徑大小在1nm～100nm；膠體區別于溶液的關鍵在于：溶液粒子直徑小于1nm，膠體粒子直徑大小在1nm～100nm，即溶液不產生丁達爾效應，而氫氧化鐵膠體能產生丁達爾效應，
故答案為：FeCl₃+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3HCl；1～100；用一束光線照射，能產生一條光亮的通路；
（3）當有銅生成，鐵粉無剩余，溶液中一定沒有Fe³⁺，Cu²⁺恰好全部參加反應或部分反應生成Fe²⁺和Cu，所以溶液中一定沒有Fe³⁺，可能含有Cu²⁺，一定含有Fe²⁺；
如果只有Fe²⁺，則其物質的量為：0.35mol，如果還有Cu²⁺，且最多為0.1mol時，只發生2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，則Fe²⁺物質的量為0.25mol，由于兩個反應都發生，所以Cu²⁺小于0.1mol，因此Fe²⁺物質的量大于0.25mol，故Fe²⁺物質的量為：0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol，
故答案為：Fe²⁺；Cu²⁺；0.25mol＜n（Fe²⁺）≤0.35mol．

點評 本題考查了電解質非電解質的判斷、混合物和純凈物的判斷以及Fe與Fe³⁺、Cu²⁺的反應，熟悉三價鐵離子、銅離子氧化性強弱是解題關鍵，題目難度不大．