题目内容
(2011?肇庆一模)某同学为了验证Fe3+是否能氧化H2SO3生成了SO42-,他用50mL0.1mol/LFeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后,进行以下实验:
(1)检验吸收液中的SO42-:
(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式:
2FeCl3+SO2+
(3)吸收液中除了含有H+、Cl-、SO42-以外,对其它成份(Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究:
①提出假设. 假设1:溶液中存在Fe3+、Fe2+; 假设2:溶液中存在
②设计方案、进行实验,验证假设.请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满).限选实验试剂和仪器:试管、滴管、0.1moL?L-1KMnO4、0.1moL?L-1KSCN溶液、品红稀溶液.
(1)检验吸收液中的SO42-:
取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果有白色沉淀
取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果有白色沉淀
,证明Fe3+能够把H2SO3氧化成SO42-.(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式:
2FeCl3+SO2+
2H2O
2H2O
═2FeCl2
2FeCl2
+H2SO4+2HCl
2HCl
,反应中的氧化产物是H2SO4
H2SO4
(写化学式).(3)吸收液中除了含有H+、Cl-、SO42-以外,对其它成份(Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究:
①提出假设. 假设1:溶液中存在Fe3+、Fe2+; 假设2:溶液中存在
Fe2+、H2SO3
Fe2+、H2SO3
②设计方案、进行实验,验证假设.请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满).限选实验试剂和仪器:试管、滴管、0.1moL?L-1KMnO4、0.1moL?L-1KSCN溶液、品红稀溶液.
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1:用试管取样品溶液2~3mL,再用滴管取 0.1mol/LKSN溶液向试管中滴入1~2滴 0.1mol/LKSN溶液向试管中滴入1~2滴 |
若出现血红色,则假设1成立;若未出现血红色,则假设1不成立(或假设2成立) |
步骤2: 另取1~3mL样品溶液于试管中 另取1~3mL样品溶液于试管中 滴入1~2mL品红稀溶液 滴入1~2mL品红稀溶液 |
若品红溶液红色褪色,则假设2成立 若品红溶液红色褪色,则假设2成立 若品红溶液不褪色,则假设2不成立 若品红溶液不褪色,则假设2不成立 |
步骤3: |
分析:(1)硫酸根可以和钡离子反应生成白色沉淀,但是要排除碳酸根的干扰;
(2)二氧化硫可以被三价铁氧化为硫酸根离子,三价铁自身被还原为亚铁离子,根据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒来配平方程式,化合价升高元素所在的产物是氧化产物;
(3)三价铁离子具有氧化性,亚硫酸具有还原性,二者不能组合,三价铁能使硫氰酸钾显红色,二氧化硫能使品红褪色,据此来分析存在的微粒.
(2)二氧化硫可以被三价铁氧化为硫酸根离子,三价铁自身被还原为亚铁离子,根据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒来配平方程式,化合价升高元素所在的产物是氧化产物;
(3)三价铁离子具有氧化性,亚硫酸具有还原性,二者不能组合,三价铁能使硫氰酸钾显红色,二氧化硫能使品红褪色,据此来分析存在的微粒.
解答:解:(1)Fe3+能够把H2SO3氧化成SO42-,溶液中存在硫酸根离子,证明反应发生了,硫酸根可以和钡离子反应生成白色沉淀,但是要排除碳酸根的干扰,所以硫酸根的检验方法是:取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果有白色沉淀,就证明了Fe3+能够把H2SO3氧化成SO42-,
故答案为:取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果有白色沉淀;
(2)二氧化硫可以被三价铁氧化为硫酸根离子,三价铁自身被还原为亚铁离子,所以产物有氯化亚铁和硫酸以及盐酸,根据电荷守恒和原子守恒,氯化铁和二氧化硫反应的化学方程式为:2FeCl3+SO2+2H2O═2FeCl2+H2SO4+2HCl,反应中,化合价升高元素是,所以硫酸是氧化产物,故答案为:2H2O;2FeCl2;2HCl;H2SO4;
(3)①三价铁离子具有氧化性,亚硫酸具有还原性,二者不能组合,所以假设2:溶液中存在Fe2+、H2SO3,故答案为:Fe2+、H2SO3;
②三价铁能使硫氰酸钾显红色,亚硫酸中的二氧化硫能使品红褪色,,检验三价铁可以将0.1mol/LKSN溶液1~2滴加到待测样品中,检验亚硫酸可以将品红滴到样品中,验证时不能使用KMnO4溶液,因它可以同时氧化Fe2+和H2SO3,由于用FeCl3溶液吸收制取SO2气体,Fe3+可以氧化H2SO3,故Fe3+与H2SO3不能共存,溶液中有H2SO3就一定有Fe2+.所以用品红验证了H2SO3的存在就不必再验证Fe2+,故答案为:
故答案为:取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果有白色沉淀;
(2)二氧化硫可以被三价铁氧化为硫酸根离子,三价铁自身被还原为亚铁离子,所以产物有氯化亚铁和硫酸以及盐酸,根据电荷守恒和原子守恒,氯化铁和二氧化硫反应的化学方程式为:2FeCl3+SO2+2H2O═2FeCl2+H2SO4+2HCl,反应中,化合价升高元素是,所以硫酸是氧化产物,故答案为:2H2O;2FeCl2;2HCl;H2SO4;
(3)①三价铁离子具有氧化性,亚硫酸具有还原性,二者不能组合,所以假设2:溶液中存在Fe2+、H2SO3,故答案为:Fe2+、H2SO3;
②三价铁能使硫氰酸钾显红色,亚硫酸中的二氧化硫能使品红褪色,,检验三价铁可以将0.1mol/LKSN溶液1~2滴加到待测样品中,检验亚硫酸可以将品红滴到样品中,验证时不能使用KMnO4溶液,因它可以同时氧化Fe2+和H2SO3,由于用FeCl3溶液吸收制取SO2气体,Fe3+可以氧化H2SO3,故Fe3+与H2SO3不能共存,溶液中有H2SO3就一定有Fe2+.所以用品红验证了H2SO3的存在就不必再验证Fe2+,故答案为:
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步聚1:0.1mol/LKSN溶液向试管中滴入1~2滴 | |
步骤2:另取1~3mL样品溶液于试管中(1分),滴入1~2mL品红稀溶液 | 若品红溶液红色褪色,则假设2成立;若品红溶液不褪色,则假设2不成立(或假设1成立) |
点评:本题考查学生氧化还原反应的有关知识,注重学生实验方案的设计知识,要求学生具有分析和解决问题的能力,难度较大.
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