题目内容
为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I-
2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:
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(1)待实验I溶液颜色不再改变时,再进行实验II,目的是使实验I的反应达到 。
(2)iii是ii的对比试验,目的是排除有ii中 造成的影响。
(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因: 。
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+,用右图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。
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①K闭合时,指针向右偏转,b作 极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现象是 。
(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因,
①转化原因是 。
②与(4)实验对比,不同的操作是 。
(6)实验I中,还原性:I->Fe2+;而实验II中,还原性:Fe2+>I-,将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是 。
【答案】
(1)化学平衡状态(2)溶液稀释对颜色变化
(3)加入Ag+发生反应:Ag++I-=AgI↓,c(I-)降低;或增大c(Fe2+)平衡均逆向移动
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转。
(5)①Fe2+随浓度增大,还原性增强 ,使Fe2+还原性强于I-
②向U型管右管中滴加1mol/L FeSO4溶液。
(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向
【考点定位】考查化学平衡、电化学、以及化学实验设计等知识
【名师点晴】本题以“2Fe3++2I-
2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化为基本素材,考查化学平衡状态的判断、平衡的移动、原电池原理、化学实验设计等内容,要求学生在解答本题时能充分接受、吸收、整合所给信息,分析和解决化学问题,同时本题第(2)(5)等小问也体现了对化学实验与科学探究能力的考查。题目难度不是很大。解答本题时还要注意答题的规范性。
酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示:
溶解度/(g/100g水)
|
化合物 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| NH4Cl | 29.3 | 37.2 | 45.8 | 55.3 | 65.6 | 77.3 |
| ZnCl2 | 343 | 395 | 452 | 488 | 541 | 614 |
| 化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为 ,电池反应的离子方程式为:
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论上消耗Zn g。(已经F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过____分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、______和 ,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法是 ,其原理是 。
(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解,铁变为_____,加碱调节至pH为 时,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱调节至pH为_____时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加H2O2后果是 ,原因是 。