化学一模试题分类汇编铁及其化合物综合含答案.docx

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化学一模试题分类汇编铁及其化合物综合含答案

2020-2021化学一模试题分类汇编——铁及其化合物综合含答案

一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．某兴趣活动小组利用物质间的互变，设计成一个平面魔方，如下图所示：

已知①A、B、C、D、G含有同种元素。

②

纯A（单质）

B溶液

D固体

G溶液

颜色

银白色

黄色

红棕色

浅绿色

③E是通常情况下密度最小的气体；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，也能将一种氧化物氧化为F，F是含有三种元素的化合物，与A反应生成E、G。

依据以上信息填空：

（1）写出D的化学式：

___________________________________________。

（2）G生成C的过程中所出现的现象为_________________________。

（3）写出反应A→B的化学方程式：

_________________________________。

（4）B→F的离子方程式为________；G与次氯酸反应的离子方程式为________________________________。

【答案】Fe2O3先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色2Fe＋3Cl2

2FeCl32Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O

【解析】

【分析】

结合框图，D固体呈红棕色，则其为Fe2O3；A、B、C、D、G含有同种元素，B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则B为FeCl3，G中含有Fe2+，A为Fe。

由“B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，也能将一种氧化物氧化为F，F是含有三种元素的化合物，与A反应生成E、G”，则F为H2SO4，G为FeSO4；E是通常情况下密度最小的气体，则E为H2。

由B→C→D的转化可推知，C为Fe（OH）3。

【详解】

（1）由以上分析可知，D为氧化铁，其化学式：

Fe2O3。

答案为：

Fe2O3；

（2）FeSO4生成Fe（OH）3，可先加碱、后氧化，所出现的现象为先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。

答案为：

先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；

（3）反应Fe→FeCl3需用Cl2将Fe氧化，反应方程式为2Fe＋3Cl2

2FeCl3。

答案为：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3；

（4）FeCl3→H2SO4，应使用SO2，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；FeSO4与次氯酸反应，生成Fe3+、Cl-和H+，离子方程式为H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。

答案为：

2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。

【点睛】

利用框图进行物质推断时，先确定信息充足的物质，然后利用已知的少量信息、反应条件及未知物质前后的已知物质，推断出未知物质的组成。

2．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如图所示（部分反应物、生成物没有列出）。

已知H为固态氧化物，F是红褐色难溶于水的沉淀，且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：

（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。

（2）反应①的化学方程式为___。

（3）反应③的离子方程式为___。

（4）反应⑧的化学方程式为___。

（5）反应⑥过程中的现象是____。

（6）1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应，生成的气体换算成标准状况下占___L。

【答案】铁元素8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9FeFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OAl2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色33.6

【解析】

【分析】

F是红褐色难溶于水的沉淀，则F为氢氧化铁；E能在空气中转化为F，且E是C和氢氧化钠反应生成，则E为氢氧化亚铁，C为氯化亚铁；B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D，则B为四氧化三铁，D为氯化铁；A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁，则A为铁单质；四氧化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质，I又能与氢氧化钠反应，推知I为铝单质，与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应，生成H为氧化铝；铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G，则G为偏铝酸钠。

【详解】

（1）A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁，则六种物质中都含有铁元素，故答案为：

铁元素；

（2）①是铝与四氧化三铁发生铝热反应，其反应的方程式为8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9Fe，故答案为：

8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9Fe；

（3）③是四氧化三铁与盐酸反应，其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，故答案为：

Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O；

（4）⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应，反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，故答案为：

Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O；

（5）⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁，其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，故答案为：

生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；

（6）1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝，生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气，根据得失电子守恒可知，铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数，可列式1×3=2×n（H2）,则n（H2）=1.5mol，则标准状况下，氢气的体积V（H2）=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，故答案为33.6。

【点睛】

铝与四氧化三铁反应生成铁，8molAl~9molFe，铁与水蒸气反应生成氢气，3molFe~4molH2，所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH2，求得氢气的物质的量。

3．某工厂的工业硫酸盐废水中含有大量的Fe2+、Fe3+、较多的Cu2+和少量的Na+。

工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，设计如下流程图。

回答下列问题；

（1）A的化学式为_________，D的化学式为_______。

（2）在工业废水中加入过量A时，发应的离子方程式有：

__________、______。

（3）得到FeSO4•7H2O晶体的操作Ⅲ为：

加热浓缩、冷却结晶、______、______、干燥。

【答案】FeH2SO4Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+Cu2+=Fe2++Cu过滤洗涤

【解析】

【分析】

工业废水中含大量Fe2+、Fe3+、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，要加入铁粉，可置换出铜，同时生成硫酸亚铁，经过滤，得到的滤液C中主要含硫酸亚铁，滤渣B中含Cu、Fe，向该固体混合物中加入D为H2SO4，得到的溶液F为硫酸亚铁，得到滤渣E为Cu，将溶液C、F合并就是FeSO4溶液，溶液经蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤、干燥就可得到FeSO4·7H2O晶体，以此来解答。

【详解】

（1）加入铁粉，由于金属活动性Fe＞Cu，可发生置换反应，置换出铜，反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铁、铜的混合物中加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，所以A的化学式为Fe，D的化学式为H2SO4；

（2）由于离子的氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+＞Na+，所以向工业废水中加入过量A时，首先发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，然后发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu；

（3）FeSO4的溶解度受温度的影响变化较大，所以从FeSO4的溶液中获得晶体经过加热，通过蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤，最后干燥，就得到了FeSO4•7H2O晶体。

【点睛】

本题以废水处理流程为线索，考查了混合物的分离、提纯的操作过程、试剂的选用及离子方程式书写等，把握流程中发生的化学反应及分离方法为解答的关键，注重基础知识的考查。

4．在下列物质转化关系中，反应的条件和部分产物已略去。

已知：

甲、乙是两种常见金属，反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。

回答下列问题：

（1）反应I中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，写出该物质的电子式：

_______，该化合物中存在的化学键有：

_________。

与甲在同一周期的金属元素（包括甲），按单质熔点由高到低的顺序排列依次为：

_______（元素符号）。

（2）反应Ⅱ中，乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙在周期表中的位置是_______；写出反应Ⅱ的化学方程式_______。

（3）通过比较反应I、Ⅱ的反应条件，可得出甲的金属性比乙的金属性_______（填“强”或“弱”），比较二者金属性强弱的依据还可以是_______（写出一种即可）。

（4）下列关于第三周期金属元素的单质及其化合物的说法正确的是_______（选填答案编号）

a．工业上一般用电解法进行冶炼，获取单质

b．金属阳离子都具有相同的电子排布式

c．氢氧化物都能容易分解得到相应的氧化物

d．金属氯化物都是电解质，都属于离子化合物

【答案】

离子键、共价键Al、Mg、Na第四周期Ⅷ族3Fe+4H2O

Fe3O4+H2强NaOH是强碱，而Fe（OH）3是弱碱ab

【解析】

【分析】

已知反应Ⅲ是工业制盐酸的反应，则丙为H2，丁为HCl；反应I中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则甲为金属钠；反应Ⅱ中，乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙为铁。

据此解答。

【详解】

（1）由以上分析知，甲为金属钠，则焰色反应为黄色的物质为NaOH，电子式为

，该化合物中存在的化学键有离子键、共价键。

与甲在同一周期的金属元素有Na、Mg、Al三种，它们的离子带电荷数依次增多，离子半径依次减小，所以按单质熔点由高到低的顺序排列依次为Al、Mg、Na。

答案为：

；离子键、共价键；Al、Mg、Na；

（2）由以上分析知，乙为铁，与H2O在高温下反应，生成的有磁性的物质为Fe3O4，铁为26号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则铁在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族；反应Ⅱ的化学方程式为3Fe+4H2O

Fe3O4+H2。

答案为：

第四周期Ⅷ族；3Fe+4H2O

Fe3O4+H2；

（3）钠与水在常温下剧烈反应，铁与水在高温下才能反应，由此可得出钠的金属性比铁的金属性强，比较二者金属性强弱的依据还可以是NaOH是强碱，而Fe（OH）3是弱碱来判断。

答案为：

强；NaOH是强碱，而Fe（OH）3是弱碱；

（4）a．工业上一般用电解法冶炼NaCl、MgCl2、Al2O3，获取单质，a正确；

b．Na+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子排布式1s22s22p6，b正确；

c．NaOH热稳定性强，很难分解得到相应的氧化物，c不正确；

d．金属氯化物都是电解质，但AlCl3属于共价化合物，d不正确；

答案为：

ab。

【点睛】

在书写铁与H2O在高温下反应，我们易忽视“有磁性的物质”，而把产物写成Fe2O3和H2，从而产生错误。

5．下图中A～J均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，J是磁性材料。

根据图示回答问题：

（1）写出下列物质的化学式：

A______，E______；

（2）反应①的化学方程式是_________________________；反应②的化学方程式是___________________________；

（3）J与盐酸反应的化学方程式是______________________；反应后的溶液与足量的D反应的离子方程式是______________________，如何检验最后溶液中的阳离子：

______________________________________。

（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为__________________。

【答案】Fe2O3Al2O32Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2Fe3++Fe=3Fe2+取少量溶液于试管中滴加硫氰化钾溶液，不变色，再通入氯气变血红色，证明含有二价铁离子2Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O

【解析】

【分析】

B为地壳中含量最高的金属，为Al；J为磁性材料，故为Fe3O4，②反应条件为高温，该反应为铁和水蒸气的反应，G为氢气；B（Al）和C反应生成G（H2）和F，I加入过量NaOH得到F，故C为NaOH，F为NaAlO2，结合A和B的反应条件为高温，可知为铝热反应，D为Fe，E为Al2O3，据此解答。

【详解】

（1）根据以上分析，A和B在高温下的反应为Al与Fe2O3在高温下发生的铝热反应，生成和Al2O3和Fe，故A的化学式为：

Fe2O3，E的化学式为：

Al2O3；

（2）根据以上分析，B为Al，C为氢氧化钠溶液，反应①是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；反应②是铁在高温下和水蒸汽反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式是3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2；

（3）J为Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式是Fe3O4+8HCl＝FeCl2+2FeCl3+4H2O；反应后的溶液含有Fe3+与足量的Fe反应的离子方程式是2Fe3++Fe＝3Fe2+，最后溶液中的阳离子主要是Fe2+，检验的方法是取少量溶液于试管中滴加硫氰化钾溶液，不变色，再通入氯气变血红色，证明含有二价铁离子。

（4）次氯酸钾中氯+1价具有强氧化性，可将+3价的铁氧化成+6价，用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，反应的离子方程式为：

2Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O。

6．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。

D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。

它们之间的转化如图所示（某些反应条件和部分反应产物已略去）。

（1）写出下列物质的化学式：

D___，X___。

（2）在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是___（填数字编号）。

（3）反应⑥的离子方程式为：

___。

（4）反应⑦的化学方程式为___；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子___mol。

（5）除去D溶液中混有的少量G的方法是：

___。

（6）检验G溶液中阳离子的方法是：

___。

【答案】FeCl3HCl③⑥Fe3++3SCN-=Fe（SCN）33Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H20.8向混合液中通入足量氯气（或氯水）（或加入足量H2O2）取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色

【解析】

【分析】

单质A和C反应生成黑色晶体E，E和X酸反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，E为Fe3O4，C为O2，依据D+A=G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2+离子的化合物，H在常温下为液体，H为H2O；B为黄绿色气体，B是氯气，依据G+B=D判断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。

据此解答。

【详解】

根据以上分析，

（1）D是氯化铁，化学式是FeCl3，X是盐酸，化学式是HCl。

（2）反应①是铁与氯气反应生成氯化铁，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应②是铁与氧气反应生成Fe3O4，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应③是Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和水，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应④是FeCl3与铁反应生成FeCl2，铁元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑤是FeCl2与氯气反应生成FeCl3，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe（SCN）3，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，元素化合价改变，属于氧化还原反应；在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是③⑥。

（3）反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe（SCN）3，离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3。

（4）反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2；3mol铁反应转移8mol电子，所以反应中每消耗0.3mol的铁，可转移电子0.8mol。

（5）FeCl2与氯气反应生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入过量的氯气。

（6）Fe3+与SCN-反应生成血红色Fe（SCN）3，Fe2+与SCN-作用不显红色，所以检验Fe2+的方法是：

取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色，说明含有Fe2+。

7．某课外小组对金属钠进行研究。

已知C、D都是单质，F的水溶液是一种常见的强酸。

（1）金属Na在空气中放置足够长时间，最终的生成物是：

______。

（2）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，写出该反应的化学方程式__________。

（3）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，请写出白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式：

____________。

【答案】碳酸钠或Na2CO32Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

Na和O2点燃生成M，则M为Na2O2；Na和水反应生成B和C，其中C为单质，则C为H2，B为NaOH；F的水溶液为常见的强酸，则F为HCl，D为Cl2。

题中没有给出A、E、G的信息，故需要结合小题中的信息，去推断各题对应的物质。

【详解】

（1）金属Na在空气中，表面会被氧化为Na2O，Na和Na2O都会和水蒸气反应生成NaOH，NaOH会再和CO2反应生成Na2CO3；

（2）从题中信息可以推出A为Al，A、B反应的化学方程式为：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（3）从题中信息可以推出A为亚铁盐，白色絮状沉淀为Fe（OH）2，E为Fe（OH）3，白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

【点睛】

金属钠在空气中放置，先变为氧化钠，与水反应生成氢氧化钠，该物质易吸水而潮解，形成氢氧化钠溶液，再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠晶体，风化后得到碳酸钠粉末。

8．金属A能够被磁铁所吸引．A及其A的化合物之间有如下的转化关系：

（1）写出A、C的化学式：

A_____；C_____．

（2）检验B中阳离子的试剂是_____．

（3）写出下列反应的化学方程式或离子方程式：

A→D的离子方程式_____

E→C的化学方程式_____

【答案】FeFe（OH）3KSCN溶液或NaOH溶液Fe+2H+═Fe2++H2↑4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

金属A能够被磁铁所吸引，则A是Fe，Fe在氯气中燃烧生成B为FeCl3，Fe和HCl反应生成FeCl2和H2，FeCl3和Fe反应生成FeCl2，则D为FeCl2，B和NaOH反应生成红褐色的C为Fe（OH）3，D和NaOH溶液反应生成的白色E为Fe（OH）2，Fe（OH）2和氧气、水反应生成Fe（OH）3。

【详解】

（1）通过以上分析知，A、C分别是Fe、Fe（OH）3，故答案为：

Fe；Fe（OH）3；

（2）B为氯化铁，铁离子用KSCN或NaOH溶液检验，铁离子和KSCN混合后溶液呈血红色，和NaOH反应生成红褐色沉淀，所以可以用KSCN或NaOH溶液检验，

故答案为：

KSCN溶液或NaOH溶液；

（3）Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，

氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应方程式为4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3，

故答案为：

Fe+2H+=Fe2++H2↑；4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3。

【点睛】

本题以Fe及其化合物之间的转化为载体考查无机物推断，明确物质性质是解本题关键。

本题的突破口为C的颜色。

本题的易错点为氢氧化亚铁氧化的方程式的书写。

9．A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。

请回答下列问题：

（1）物质C和E的名称分别为________、________；

（2）可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为__________________________；

若只能在加热情况下进行，则反应物A应为________；

（3）写出D转化为G的化学方程式_____________________________________；

（4）新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。

检验G溶液中阳离子的常用试剂是________，实验现象为________________________________________。

【答案】浓盐酸四氧化三铁2H2O2

2H2O+O2↑KClO32Fe+3Cl2

2FeCl3铁粉KSCN溶液溶液变为血红色

【解析】

【分析】

本题的突破点是MnO2，在中学化学中MnO2参与的反应主要是氧气和氯气的制备，所以依据框图的转化特点可知B是氧气，D是氯气，C是浓盐酸，E是四氧化三铁，F是氯化亚铁，G是氯化铁；Fe2+具有还原性，因此配制时需要加入铁粉防止被氧化；利用有关元素化合物知识，从质量守恒的角度书写化学方程式。

【详解】

（1）在中学化学中MnO2参与的反应主要是氧气和氯气的制备，所以依据框图的转化特点可知B是氧气，D是氯气，C是浓盐酸，E是四氧化三铁，F是氯化亚铁，G是氯化铁；

（2）MnO2参与制备氧气的反应有两种，一种是MnO2做催化剂的条件下，常温下H2O2分解制得氧气，其反应方程式为2H2O2

2H2O+O2↑；另一种是由MnO2做催化剂的条件下，加热KClO3分解制得氧气，所以A为KClO3；

（3）D为Cl2，G为FeCl3，Fe在氯气中燃烧生成FeCl3的化学方程式为2Fe+3Cl2

2FeCl3；

（4）Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气所氧化，因此新配制的氯化亚铁溶液需要加入铁粉防止被氧化成Fe3+；检验FeCl3溶液中阳离子的常用试剂是KSCN溶液，实验