题目内容

某化学小组在学习元素周期律知识后,对教材中Cl2将Fe2氧化成Fe3的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2氧化成Fe3,那么Br2和I2能否将Fe2氧化成Fe3
环节一:理论推测。
部分同学认为Br2和I2都能将Fe2氧化成Fe3,依据是
____________________________________________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2氧化成Fe3。还有同学认为Br2能将
Fe2氧化成Fe3,而I2不能,依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。
环节二:设计实验进行验证。
向大试管中加入适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验。
实验1:

试管
 
操作
 
现象
 

 
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量红棕色的溴水,振荡试管
 
溶液为黄色
 

 
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管
 
溶液为黄色
 
 
环节三:实验现象的分析与解释。
(1)甲同学认为试管①中的现象说明溴水能将Fe2氧化,反应的离子方程式为______________________________________________________。
乙同学认为应该补做实验,才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验:
实验2:
操作
 
现象
 
 
 
 
 
 
(2)该小组同学对试管②中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论,并提出了两种假设:
假设1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
假设2.________________。
实验3:进行实验以判断假设是否成立。
操作
 
现象
 
向试管②所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间。取出上层溶液,滴加KSCN溶液
 
静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;取上层溶液滴加KSCN溶液后,溶液呈浅红色
 
 
丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立,丁同学认为不严谨,于是设计了实验4继续探究。
实验4:
操作
 
现象
 
向另一支试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间。取出下层溶液,滴加KSCN溶液
 
静置后,上层溶液为紫色,下层溶液几乎无色;取下层溶液,向其中滴加KSCN溶液后,溶液没有呈浅红色
 
 
你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是_____________________。
丁同学根据实验4的现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2的能力逐渐减弱,从原子结构角度解释原因:_____________________________________________。

 环节一:均为ⅦA族元素,其单质的氧化性均较强
环节三:(1)2Fe2+Br2===2Fe3+2Br

操作
现象
取少量试管①中的黄色溶液于试管③中,滴加少量KSCN溶液,振荡
溶液变为红色
 
(2)碘水与FeCl2溶液发生反应,FeCl3溶液呈黄色 亚铁离子与空气接触会被氧化,加入的乙酸乙酯既可作萃取剂又能起到液封的作用,防止空气对实验产生干扰
(3)同一主族元素从上到下,原子核外的电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,氧化性逐渐减弱

解析

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某化学小组在学习元素周期律后,对教材中Fe2氧化为Fe3的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2氧化为Fe3,那么Br2和I2能否将Fe2氧化为Fe3
环节一:理论推测
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2氧化为Fe3,他们思考的依据是________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2氧化为Fe3,还有同学认为Br2能将Fe2氧化为
Fe3而I2不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二:设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验:。
实验1:

试管
操作
现象

先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量红棕色的溴水,振荡试管
溶液为黄色

先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管
溶液为黄色
 
环节三:实验现象的分析与解释
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2氧化,离子方程式为________。
同学乙认为应该补充实验,才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成实验:
实验2:
操作
应该观察到的现象
 
(2)该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论:
可能1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2:______________。
实验3:进行实验以确定可能的原因。
操作
现象
向试管②所得溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间后。取出上层溶液,滴KSCN溶液
静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;上层溶液滴加KSCN溶液后,出现浅红色
 
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立,同学丁认为不严谨,于是设计了实验4:
实验4:
操作
现象
向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间后。取出下层溶液,滴加KSCN溶液
静置后,上层溶液为紫色,下层溶液几乎无色;下层溶液滴加KSCN溶液后,没有出现浅红色
 
你认为实验4设计的主要目的是________________。
同学丁根据实验4现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2的能力逐渐减弱,用原子结构解释原因:__________。

某研究小组对“Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+”这一课题进行实验和探究。请你完成相关问题的回答。
(1)提出合理的假设
假设1: Br2和I2都可以将Fe2+氧化为Fe3+
假设2: Br2和I2都不能将Fe2+氧化为Fe3+
假设3:
(2)实验验证
在大试管中加适量铁粉,加入10 mL 稀硫酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,将所得的FeSO4溶液稀释到200mL,备用。
实验Ⅰ:向试管1中加入2 mL浅绿色的 FeSO4溶液,再滴加少量红棕色的溴水,振荡试管,溶液为黄色;
实验Ⅱ:向试管2中加入2 mL浅绿色的 FeSO4溶液,再滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管,溶液为黄色。
(3)对实验现象的分析与讨论
①甲同学认为实验Ⅰ的现象说明溴水能将Fe2+氧化,离子方程式为              
②乙同学认为应该补充实验,才能得出甲的结论。乙的实验操作以及预期现象是                                                                    
③该小组同学对实验Ⅱ中溶液呈黄色的原因展开了讨论:
可能1:碘水与 FeSO4溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2:                                        
丙同学和丁同学分别设计了以下实验方案以确定可能的原因。
丙方案:向试管2所得溶液中继续加入0.5mLCCl4,充分振荡,静置一段时间后。取出上层溶液,滴加几滴KSCN 溶液;
丁方案:向试管2所得溶液中继续加入加入0.5mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间后。取出下层溶液,滴加几滴KSCN 溶液;
你认为          方案为最佳方案,理由是                                     
(4)拓展延伸
①为准确测定此实验所用的FeSO4溶液的浓度,某同学补充了以下实验:
滴定:量取20.00mL稀释后得到的溶液于锥形瓶中,将0.0200mol/LKMnO4标准溶液装入50mL中,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO4溶液V mL。
②计算:此实验中所用的FeSO4溶液的物质的量浓度=       mol/L(要求只列出算式,不需运算)。
(已知反应式:Fe2+ + MnO4 +H+ — Fe3+ + Mn2+ + H2O,未配平)

草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。已知:CO能与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成黑色的钯粉。回答下列问题:
Ⅰ:兴趣小组对草酸亚铁的分解产物进行实验和探究。
(1)将气体产物依次通过A、澄清石灰水,B、氯化钯,观察到A中澄清石灰水变浑浊,B中有黑色物质生成,则上述现象说明气体产物中有           。 
(2)探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式。
①提出假设
假设1:           ; 假设2:FeO; 假设3:FeO和Fe的混合物。 
②设计实验方案证明假设3。
限选试剂:1.0 mol·L-1盐酸、3% H2O2溶液、0.1 mol·L-1CuSO4溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水。

实验步骤
现象与结论
步骤1:向试管中加入少量固体产物,再加入足量       ,充分振荡 
若溶液颜色明显改变,且有       生成,则证明有铁单质存在 
步骤2:将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色
 
步骤3:取步骤2得到的少量固体于试管中,滴加              
                  
 
Ⅱ:某草酸亚铁样品中含有少量草酸。现用滴定法测定该样品中FeC2O4的含量。滴定反应是:5Fe2+ +5C2+3Mn+24H+5Fe3+ +10CO2↑+3Mn2++12H2O实验方案设计为:
①将准确称量的0.20 g草酸亚铁样品置于250 mL锥形瓶内,加入适量2 mol/L的H2SO4溶液,使样品溶解,加热至70 ℃左右,立即用浓度为0.020 00 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为V1 mL。
②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2 mol/L的H2SO4溶液,煮沸5~8 min,用KSCN溶液在点滴板上检验点滴液,直至溶液不立刻变红。将滤液过滤至另一个锥形瓶中,继续用0.020 00 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为V2 mL。
③重复以上实验1~2次。
若某小组的一次测定数据记录如下:V1=" 18.90" mL,V2="6.20" mL。根据数据计算0.20 g样品中:n(Fe2+)=       ; n(C2)=        ;FeC2O4的质量分数为       (精确到0.01%)。 

某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2,他们使用的药品和装置如下图所示:

FeCl3溶液     含有淀粉的碘水     NaOH溶液
A                   B                 C
(1)在配制氯化铁溶液时,需先把氯化铁晶体溶解在         中,再加水稀释,这样操作的目的是                             
(2)装置C的作用是                                            
(3)若要从A中所得溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、          、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有                        (填序号)。

A.蒸发皿
B.石棉网
C.漏斗
D.烧杯
E.玻璃棒
F. 坩埚
(4)根据以上现象,该小组同学认为SO2与 FeCl3溶液发生氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式                             
②请设计实验方案检验有Fe2+生成                                    
③该小组同学向C烧杯反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了SO42—。该做法         (填“合理”或“不合理”),理由是                      
(5)能表明I的还原性弱于SO2的现象是                                             

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