题目内容
8.(1)实验前,应先检查装置的气密性,盛装NaOH溶液的仪器名称为分液漏斗.
(2)实验前需要用FeCl3固体来配制FeCl3溶液,实际配制过程中,常先将FeCl3固体完全溶于适量浓盐酸中,再加水稀释,此操作的目的是抑制氯化铁水解,若需配制100mL l mo1•L-1FeCl3溶液,还需要的定量玻璃仪器是100mL的容量瓶.
(3)该小组同学向5mL lmo1•L-1FeCl3溶液中通入足量的SO2,溶液最终呈浅绿色,写出其反应的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+4H++2Fe2+,再逐滴加入煮沸冷却后的NaOH稀溶液,则在试管B中观察到的实验现象是产生白色沉淀.
(4)该小组同学在做(3)中实验时,发现溶液变为浅绿色需要较长时间,在此期间观察到溶液由棕黄色变成红棕色,最终溶液呈浅绿色.查阅资料得知 Fe(HSO3)2+在溶液中呈红棕色且具有较强还原性,能被Fe3+氧化为SO42-.则Fe(HSO3)2+与Fe3+在溶液中反应的离子方程式是Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+═2Fe2++SO42-+3H+.
分析 (1)制取气体的反应装置,实验之前应检查装置的气密性,运用气体的体积热胀冷缩的原理检查装置的气密性;根据盛装NaOH溶液的仪器的特征及常见仪器的名称分析解答;
(2)三价铁离子为弱碱阳离子,部分水解生成氢氧化铁,先将FeCl3固体完全溶于适量浓盐酸中,再加水稀释,抑制氯化铁水解;根据配制一定物质的量浓度的溶液需要的仪器分析;
(3)向5mLlmo1•L-1FeCl3溶液中通入足量的SO2,SO2与FeCl3的发生氧化还原反应,生成硫酸亚铁和盐酸;反应后溶液显酸性,再加入NaOH稀溶液,先发生中和反应,然后再反应生成氢氧化亚铁,生成二氧化硫排尽空气,氢氧化亚铁不被氧化为氢氧化铁;
(4)Fe(HSO3)2+被Fe3+氧化为SO42-,Fe3+被还原为Fe2+,根据氧化还原电子得失配平.
解答 解:(1)探究SO2与FeCl3溶液的反应,需制取SO2气体,制取气体的反应装置,制取之前应检查装置的气密性,用双手(或热毛巾)握住试管时,相当于给装置中的气体加热,气体的体积热胀冷缩,B中有气泡产生,移开双手,温度降低,气体的体积缩小,B中导管形成一段水柱,气密性良好,二氧化硫尾气用NaOH溶液吸收,盛装NaOH溶液的仪器斗体的下口安装一三通结构的活塞,活塞的两通分别与两下管连接,为分液漏斗,
故答案为:检查装置的气密性;分液漏斗;
(2)三价铁离子为弱碱阳离子,部分水解生成氢氧化铁,Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,所以配制的氯化铁中含有杂质氢氧化铁,依据盐类水解平衡移动原理,加入盐酸可以抑制氯化铁的水解;配制100mL1mol/L FeCl3溶液,所需要的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL的容量瓶,定量玻璃仪器是100mL的容量瓶,
故答案为:抑制氯化铁水解;100mL的容量瓶;
(3)SO2与FeCl3的发生氧化还原反应,生成硫酸亚铁和盐酸,离子反应为:2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+4H++2Fe2+;
溶液显酸性,再加入NaOH稀溶液,先发生中和反应,然后再反应生成氢氧化亚铁,生成二氧化硫排尽空气,氢氧化亚铁不被氧化为氢氧化铁;
现象为:开始无现象,然后产生白色沉淀,
故答案为:2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+4H++2Fe2+;产生白色沉淀;
(4)Fe(HSO3)2+被Fe3+氧化为SO42-,Fe3+被还原为Fe2+,反应离子方程式为:Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+═2Fe2++SO42-+3H+,
故答案为:Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+═2Fe2++SO42-+3H+.
点评 本题为SO2的性质探究实验,涉及装置气密性的检验,溶液配制、物质的性质、氧化还原反应原理的运用,侧重学生综合应用知识的能力考查,题目难度中等.
| A. | 15种 | B. | 16种 | C. | 17种 | D. | 18种 |
| A.配制0.10mol/LNaOH溶液 | B.观察Fe(OH)2的生成 | C.萃取碘水中的I2分出水层后的操作 | D.记录滴定终点读数为12.20mL |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| 实验1 | 实验现象 | |
| 液面上方产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,振荡,试管壁上有红褐色沉淀生成. |
(2)为了探究沉淀变灰绿色的原因,该小组同学展开如下探究:
①甲同学推测灰绿色物质为Fe(OH)2和Fe(OH)3混合物.查阅资料后根据调色原理认为白色和红褐色的调和色不可能是灰绿色,并设计实验证实灰绿色物质中不含有Fe(OH)3,方案是取一定量的灰绿色沉淀,加入盐酸溶解,再加入KSCN溶液,若溶液不变红色,则证明灰绿色物质中不含有Fe(OH)3.
②乙同学查阅文献:Fe(OH)2在大量SO42-存在的情况下形成Fe6(SO4)2(OH)4O3(一种氧基碱式复盐).并设计对比实验证实该假设:向试管中加入2mL0.1mol/LFeCl2溶液,再往试管中加入3滴0.1mol/LNaOH溶液,振荡,现象与实验1相同,结论是该假设不成立.
③乙同学继续查阅文献:Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性能,灰绿色可能是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起.推测所用的硫酸亚铁溶液的浓度应越小越好;氢氧化钠溶液浓度应越大越好.设计了如下实验方案:
| 试管中10mL NaOH溶液 | 滴加 FeSO4溶液 | 实验现象 | |
| 实验2 | 6mol/L NaOH溶液 | 0.2mol/L FeSO4溶液 | 产生悬浮于液面的白色沉淀(带有少量灰绿色),沉淀下沉后,大部分灰绿色变为白色沉淀 |
| 实验3 | 6mol/L NaOH溶液 | 0.1mol/L FeSO4溶液 | 产生悬浮于液面的白色沉淀(带有极少量灰绿色),沉淀下沉后,底部都为白色沉淀 |
(3)丙同学探究温度对氢氧化亚铁制备实验的影响:取少量灰绿色沉淀,在水浴中加热,颜色由灰绿变白,且有絮状白色沉淀下沉,原因为Fe2+在加热时易发生水解,生成Fe(OH)2,因此颜色变白,同时沉淀的量增加,导致出现絮状白色沉淀.
(4)根据以上实验探究,若尽可能制得白色Fe(OH)2沉淀,需要控制的实验条件隔绝氧气、硫酸亚铁少量(或氢氧化钠过量)、硫酸亚铁浓度小(或氢氧化钠浓度大)、将氢氧化钠溶液逐滴加入到硫酸亚铁溶液中、微热等.
| 选项 | X | Y | Z |
| A | Cu | HNO3 | Fe(NO3)3 |
| B | FeCl3 | Zn | NaHCO3 |
| C | O2 | NH3 | SO2 |
| D | NH4Al(SO4)2 | Ba(NO3)2 | NaOH |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | H2 | B. | CO | C. | CH3COOH | D. | C12H22O11 |