某研究性学习小组设想将少量Cl2通入Fe2+和I-的混合溶液中.探究Fe2+和I-的还原性强弱．[提出假设]假设1:Fe2+还原性比I-强．假设2:I-还原性比Fe2+强．假设3:一样强[验证假设](1)设计如下几种装置进行实验:实验必须的装置是A→C→E(按Cl2气流方向的顺序填写)(2)实验开始后.控制通入少量氯气.通过观察混合溶液颜色的变化不能判断� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

4．某研究性学习小组设想将少量Cl₂通入Fe²⁺和I^-的混合溶液中，探究Fe²⁺和I^-的还原性强弱．

【提出假设】假设1：Fe²⁺还原性比I^-强．假设2：I^-还原性比Fe²⁺强．假设3：一样强
【验证假设】（1）设计如下几种装置进行实验：
实验必须的装置是A→C→E（按Cl₂气流方向的顺序填写）
（2）实验开始后，控制通入少量氯气，通过观察混合溶液颜色的变化不能（填“能”或“不能”）判断反应的先后顺序．
（3）请在下表中写出实验步骤及预期现象和结论．

实验步骤

预期现象和结论

取少量反应后的混合溶液分置于A、B两试管中；
往A中滴加KSCN溶液；

往B中滴加淀粉溶液．

①若A变红色，B不变色则假设1成立．

②若A不变色，B变蓝色则假设2成立．
③若A变红色、B变蓝色
则假设3成立．

（4）为了实验成功，必须控制各物质的量．该小组称取3.04gFeSO₄，同时称取3.32gKI固体，溶于水中．为了验证上述假设，通入的Cl₂体积最多不能超过0.224L（标准状况）．
【思考与交流】
（5）有同学质疑，上述实验只能验证Cl₂分别与Fe²⁺和I^-反应的速率大小，并不能证明Fe²⁺和I^-还原性的强弱．于是提出另一方案：往KI溶液中滴入某溶液，如果能发生反应，即可证明I^-的还原性强于Fe²⁺，该反应的离子方程式是2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺．

分析本题是利用氧化还原反应的先后规律，探究Fe²⁺和I^-的还原性强弱，其原理是利用实验室制得的氯气通入到含有Fe²⁺和I^-的混合溶液中，通过检验反应后的溶液里得到的是Fe³⁺还是碘单质来推测二者的还原性强弱，其中Fe³⁺可利用KSCN溶液检验若有溶液显血红色，碘单质可利用淀粉溶液来检验，若有现象是溶液变蓝色，据此作答；
（1）依据实验的目的“将少量Cl₂通入Fe²⁺和I^-的混合溶液中，探究Fe²⁺和I^-的还原性强弱”解答；
（2）碘水的颜色与三价铁离子水溶液的颜色相差不大；
（3）三价铁离子遇到KSCN溶液显红色，淀粉遇到碘变蓝色，当通入少量的氯气时，如果二价铁离子先反应被氧化物三价铁离子，则加入KSCN溶液显红色，
碘离子此时未反应，加入淀粉后不变蓝色；如果碘离子先反应被氧化为单质碘，则加入淀粉变蓝色，二价铁离子此时未反应，加入KSCN溶液不变红色；
（4）依据2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-计算3.04g FeSO₄固体中二价铁离子被氧化需要的氯气的物质的量，依据2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，计算3.32g KI固体被氧化需要的氯气的物质的量；
（5）依据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性来判断．

解答解：（1）要想探究Fe²⁺和I^-的还原性强弱，应将制取的氯气通入到含有Fe²⁺和I^-的溶液中，氯气有毒应进行尾气处理，所以必须的装置A→C→E，故答案为：C→E；
（2）碘水的颜色与三价铁离子水溶液的颜色相差不大，所以不能通过观察颜色来比较反应的先后顺序，故答案为：不能；
（3）三价铁离子遇到KSCN溶液显红色，淀粉遇到碘变蓝色，当通入少量的氯气时，如果二价铁离子先反应被氧化物三价铁离子，则加入KSCN溶液显红色，
碘离子此时为反应，加入淀粉后不变蓝色；如果碘离子先反应被氧化为单质碘，则加入淀粉变蓝色，二价铁离子此时未反应，加入KSCN溶液不变红色；
若滴加KSCN溶液变红色，滴加淀粉变蓝色，则说明Fe²⁺和I^-都被氧化，二者一样强；
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
KSCN；淀粉	①A变红色，B不变色， ②A不变色，B变蓝色． ③A变红色、B变蓝色

；
（4）1.52g FeSO₄固体的物质的量为$\frac{3.04g}{152g/mol}$=0.02mol，依据2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-可知，完全氧化二价铁离子需要0.01mol氯气，标况下体积为：0.01mol×22.4L/mol=0.224L；
1.66g KI固体的物质的量为$\frac{3.32g}{166g/mol}$=0.02mol，依据2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，完全氧化碘离子需要0.01mol氯气，标况下体积为：0.01mol×22.4L/mol=0.224L，所以为了验证上述假设，通入的Cl₂体积最多不能超过0.224L；
故答案为：0.224；
（5）氯化铁与碘化钾反应的离子方程式为：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，反应中碘离子碘元素化合价升高，碘离子作用还原剂，三价铁离子化合价降低被还原，二价铁离子为还原产物，依据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，可知碘离子的还原性强于二价铁离子，同种氧化剂与多种还原剂反应，还原性强的优先反应，所以可以确定氯气与Fe²⁺和I^-反应的先后顺序，故答案为：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺．

点评本题为实验题，考查了二价铁离子与碘离子还原性强弱的比较，题目难度中等，明确反应的实质和氧化还原反应的先后规律是解题的关键．

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19．下列各组内的离子，在溶液中不能大量共存的是（　　）

	A．	H⁺、SO₄²、Ba²⁺、NO₃^-		B．	Ca²⁺、H⁺、NO₃、Cl
	C．	Mg²⁺、K⁺、NO₃^-、Cl^-		D．	K⁺、Na⁺、Mg²⁺、SO₄^2-

12．现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五种阴离子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一种．
（1）某同学通过分析比较，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是Na₂CO₃和Ba（OH）₂．（填化学式）
（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生棕色沉淀，向该沉淀中滴入稀硝酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．则：
①X为B．
A．SO₃^2- B．SO₄^2- C．CH₃COO^- D．SiO₃^2-
②A中的化学键类型为离子键和共价键
③将0.02mol的A与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为6.1g（精确到0.1g）．
④利用上述已经确定的物质，可以检验出D、E中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论分别取少量D、E溶液于试管中，分别滴加过量的Ba（OH）₂溶液，产生白色沉淀的其中含有Mg²⁺，先产生白色沉淀，后沉淀又溶解的含有Al³⁺
（3）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀硫酸，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现．则物质D一定含有上述离子中的NO₃^-（填相应的离子符号）．有关反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O．

19．A、B、C、D分别是NaNO₃、NaOH、HNO₃和Ba（NO₃）₂四种溶液中的一种，现利用另一种蓝色盐溶液X，用如图所示方法可将它们依次确定．

试确定A、B、C、D、X各代表哪种溶液．
X：CuSO₄
A：NaOH
B：NaNO₃
C：Ba（NO₃）₂
D：HNO₃．

9．下列是生活中常见的几种药物，
阿司匹林：

	A．	都含有苯环		B．	碳原子都共平面
	C．	都能与Na₂CO₃反应		D．	都能水解

16．实验室用氧化锌矿粉（主要含ZnO、FeCO₃、CuO等）制备碱式碳酸锌[Zn₂（OH）₂CO₃]，并将其用于合成氨工艺脱硫研究．

（1）“酸浸”时保持H₂SO₄过量的目的是提高矿石的浸出率（或防止Zn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺等金属离子水解）．
（2）写出氧化时的离子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）流程中调节pH=5.4所加试剂X为BC（填序号）．A．NaOH B．ZnO C．ZnCO₃
滤渣1的成分为Fe（OH）₃（写化学式）
（4）上述流程中的“滤液”可以用作化肥，该滤液的主要成分为（NH₄）₂SO₄（填化学式）．
（5）合成氨原料气脱硫原理如图，碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为Zn₂（OH）₂CO₃+2H₂S=2ZnS+CO₂+3H₂O．

13．关于下列各装置图的叙述中，正确的是（　　）

	A．	利用装置①可制备氢氧化亚铁并长时间观察其颜色
	B．	装置②中X若为四氯化碳，可用于吸收HCl气体，并防止倒吸
	C．	装置③验证Na₂CO₃和NaHCO₃两种固体的热稳定性
	D．	通过④的方法配制一定浓度的稀硫酸溶液

14．把下列物质中杂质（即括号内物质）除去应选用的试剂（化学式）和对应的化学方程式为：
（1）KCl（K₂SO₄）：试剂BaCl₂，方程式K₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2KCl
（2）FeCl₂（CuCl₂）：试剂Fe，方程式Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu
（3）Cu（CuO）：试剂H₂SO₄，方程式CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
（4）NaHCO₅（Na₂CO₅）：试剂CO₂，方程式Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃
（5）Mg（Al）：试剂NaOH，方程式2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂．

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