题目内容
教材中给出了Na2O2与H2O反应的化学方程式2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。为了探究Na2O2与H2O反应的机理，某学习探究小组在教师指导下设计了如图所示装置进行实验。
实验步骤如下：
①按图示组装仪器，并检查装置气密性为良好后装入药品。
②保持K1打开、K2关闭，将注射器中的蒸馏水推入试管中，此时试管中并无气体产生。
③挤压装有酚酞的胶头滴管，使酚酞滴入试管中，试管中溶液显红色。
④挤压装有稀盐酸的胶头滴管，使稀盐酸滴入试管中，红色消失后再滴加2滴。
⑤用双连打气球向A中试管中鼓气，使试管中溶液通过喷头进入B中支管中，发现淀粉－KI溶液变蓝，KMnO4溶液褪色。
⑥迅速打开K2、关闭K1，继续向A中试管中鼓气，待试管中溶液进入C中试管中约三分之一时停止鼓气。然后用热水浴加热C中试管片刻，有气泡冒出，经检验为氧气。
请回答下列问题：
（1）用离子方程式表示淀粉－KI溶液变蓝的原因：_____________________________
________________________________________________________________________。
（2）用离子方程式表示KMnO4溶液褪色的原因： ______________________________
________________________________________________________________________。
（3）A中用冰盐冷浴和C中用热水浴的作用分别是________、______________________。
（4）Na2O2与H2O反应的机理是____________________（用化学方程式表示）。
（1）2I－＋2H＋＋H2O2=I2＋2H2O
（2）2MnO4-＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
（3）防止生成的H2O2分解 使H2O2分解
（4）Na2O2＋2H2O=2NaOH＋H2O2,2H2O2
2H2O＋O2↑
解析
铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用．
（一）用铁屑与硫酸反应制备FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度见图。
（1）首先，将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。此步骤中，分离出液体的方法通常不用过滤，使用的操作是____________（填写操作名称）。
（2）向处理过的铁屑中加入适量的硫酸，在一定温度下使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液。此处：硫酸浓度应选择
| A．浓硫酸 | B．10moL/L硫酸 | C．3moL/L硫酸 | D．任意浓度硫酸； |
（3）亚铁盐在空气中易被氧化，但形成复盐可稳定存在。如“摩尔盐”，即硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O]，就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液，再加入饱和（NH4）2SO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是 。
（二）用含有少量Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3其操作流程及有关资料如下：
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀 | 2．3 | 7．5 | 3．4 |
| 完全沉淀 | 3．2 | 9．7 | 4．4 |
（4）加NaHCO3时，混合液pH值应控制在_______________________。
（5）反应Ⅱ中反应的离子方程式是：___________________。
（6）实际生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是________，气体X与NO配比的比例是_____________。
、 
某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)MgCO3的分解产物为________。
(2)装置C的作用是_____________________________________________________，
处理尾气的方法为_______________________________________________________。
(3)将研究小组分为两组，按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验：
(已知：Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀)。
| 步骤 | 操作 | 甲组现象 | 乙组现象 |
| 1 | 取黑色粉末加入稀盐酸 | 溶解，无气泡 | 溶解，有气泡 |
| 2 | 取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液 | 蓝色沉淀 | 蓝色沉淀 |
| 3 | 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 | 变红 | 无现象 |
| 4 | 向步骤3溶液中滴加新制氯水 | 红色褪去 | 先变红，后褪色 |
①乙组得到的黑色粉末是________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为__________________________________________。
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为_______________________________________，
溶液褪色可能的原因及其验证方法为______________________________________
④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是__________________________
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: 。
