题目内容
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 |
① | 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 |
② | 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 |
(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,滴加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,上层液为紫色,下层液几乎无色;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: 。
环节一:均为ⅦA族单质,氧化性均较强
环节三:(1)2Fe2++Br22Fe3++2Br-操作 应该观察到的现象 取少量①中的黄色溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,振荡 溶液变为红色
(2)可能2:碘水与FeCl2溶液发生反应,黄色是Fe3+溶液的颜色。
Fe2+与空气接触会被氧化,加入乙酸乙酯既可作为萃取剂又能起到液封的作用,这样可以减少空气对实验的影响。
(3)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,氧化性减弱。
解析
练习册系列答案
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某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其他不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程,以该矿样为原料生产CuCl2·2H2O晶体。
已知:在20 ℃时,氯化铜的溶解度是73 g;常温下,金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
金属离子 | 开始形成氢氧化物沉淀的pH | 完全形成氢氧化物沉淀的pH |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
回答下列问题:
(1)步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中使用中学化学常见物质,用如图所示装置制取氧气,试写出你熟悉的、符合上述条件的两个化学方程式:______________________、________________________;
(2)在焙烧过程中还有废气产生,其中一种是主要的大气污染物。若在实验室中用碱液吸收处理,下列A、B、C装置中可行的是________(填字母);若选用甲装置,则烧杯中的下层液体可以是________。
(3)步骤②酸浸过程中,需要用到3 mol·L-1的盐酸100 mL,配制该盐酸时。除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要用到的仪器有________________。
(4)步骤④加入物质X的目的是________________________________,物质X可以选用下列物质中的________。
A.氧化铜 B.稀盐酸
C.氨水 D.氧化亚铁
(5)在整个生产流程中,共需要进行________次过滤操作。