Question

15．某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题：
（1）除胶头滴管外，你认为本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是试管．
（2）实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性．
试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂溶液、氯水、锌片、铜片．
实验记录（按编号填写）：

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①	在FeCl2溶液中滴入适量氯水	溶液由浅绿色变为棕黄色	①	Fe2+具有还原性
②	在FeCl2溶液中加入锌片	/	Zn+Fe2+=Zn2++Fe	②
③	在FeCl3溶液中加入足量铁粉	③	Fe+2Fe3+=3Fe2+	Fe3+具有氧化性
④	④	/	/	Fe3+具有氧化性

实验结论：
Fe只有还原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有还原性．
（3）根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有：A E F．（多选）
A．Cl₂    B．Na    C．Na⁺    D．Cl^-    E．SO₂    F．NO₂
（4）亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液．那么保存亚铁盐溶液时应该如何防止亚铁盐氧化？

Answer 1

分析 （1）探究铁及其化合物的氧化性和还原性，需要在试管中滴加试剂发生反应；
（2）实验探究铁离子的氧化性、亚铁离子的还原性及相互转化；
①在FeCl₂溶液中滴入适量氯水，生成氯化铁，Fe元素的化合价升高；
②在FeCl₂溶液中加入锌片，由浅绿色变化为无色，铁元素化合价降低生成铁单质；
③在FeCl₃溶液中加入足量铁粉，反应生成氯化亚铁，溶液盐酸棕黄色变化为浅绿色，FeCl₃中Fe元素的化合价降低；
④证明铁离子具有氧化性，利用铁离子在硫氰酸钾溶液中生成血红色溶液，再加入铜片或铜粉后红色褪去；
（3）元素化合价可以升高也可以降低的既有氧化性，又有还原性；
（4）可加入还原性Fe粉保存亚铁盐．

解答 解：（1）探究铁及其化合物的氧化性和还原性，需要在试管中滴加试剂发生反应，则本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是试管，
故答案为：试管；
（2）由实验过程及结论可知，实验目的是探究铁及其化合物的氧化性和还原性，
故答案为：探究铁及其化合物的氧化性和还原性；
①在FeCl₂溶液中滴入适量氯水，生成氯化铁，离子反应为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，Fe元素的化合价升高，则Fe²⁺具有还原性；
②在FeCl₂溶液中加入锌片，由浅绿色变化为无色，铁元素化合价降低生成铁单质，Zn+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe，证明亚铁离子具有氧化性；
③在FeCl₃溶液中加入足量铁粉，反应生成氯化亚铁，溶液颜色由棕黄色变化为浅绿色，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，FeCl₃中Fe元素的化合价降低，Fe³⁺具有氧化性；则得到实验结论为Fe只有还原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有还原性，
④证明铁离子具有氧化性，可以利用铁离子在硫氰酸钾溶液中生成血红色溶液，再加入铜片或铜粉后红色褪去，说明铁离子具有氧化性氧化铜为铜离子，本身被还原为亚铁离子，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案为：

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①			Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
②		/		Fe2+具有氧化性
③		溶液颜色由棕黄色变化为浅绿色
④	在FeCl3溶液中加入硫氰酸钾溶液，然后加足量Cu	/	/

（3）元素化合价可以升高也可以降低的既有氧化性，又有还原性；
A．Cl₂ 中铝元素化合价可以升高为+1价，也可以降低为-1价，说明既具有氧化性也具有还原性，故A正确；
B．Na是金属只能失电子具有还原性，故B错误；
C．Na⁺ 元素化合价只能降低，表现为氧化性，故C错误；
D．Cl^- 元素化合价处在最低价，化合价只能升高表现还原性，故D错误；
E．SO₂ 中 硫元素化合价可以升高为+6价，也可以降低为-2价，表现为氧化性和还原性，故E正确；
F．NO₂ 中氮元素化合价可以升高为+5价，也可以降低为+2价，表现为氧化性和还原性，故F正确；
故答案为：A E F；
（4）亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液．那么保存亚铁盐溶液时应该在亚铁盐溶液中加入少量铁单质防止亚铁盐被氧化，
答：在亚铁盐溶液中加入少量铁单质．

点评 本题考查性质实验方案的设计，把握发生的氧化还原反应原理及反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析能力、实验能力及归纳能力的考查，题目难度中等．