题目内容
【题目】某学习小组探究铁与氯气的反应途径及产物。
(问题提出)
(1)资料1:液氯能在钢瓶中储存。
资料2:铁与氯气在加热条件下能发生反应
资料3:铁与氯水能反应。实验:将铁粉放入氯水中,铁粉溶解,无气泡产生。
①经检验氯水呈酸性,原因是________(用化学方程式表示)。
②依据实验现象,判断氯水中与Fe反应的微粒可能为_________。
据此,小组认为Fe与Cl2的反应与温度、湿度有关,探究如下。
(实验探究) 资料:高于300℃时FeCl3升华
(2)湿润的Cl2与Fe的反应:
实验 | 装置 | 操作及现象 |
Ⅰ |
| 常温时将铁丝伸入A中,铁丝迅速变黑 |
Ⅱ | 将红热的铁丝伸入A中,铁丝剧烈燃烧,产生大量棕黄色烟。 |
①实验Ⅰ,向A中加水,经检验产物中有FeCl2,推测其形成的可能途径:
途径一: Fe + Cl2 = FeCl2
途径二: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3,_________。
②实验Ⅱ,_________(填操作和现象),A中产物含+3价铁。
(3)干燥的Cl2与Fe的反应:
实验 | 装置 | 操作及现象 |
Ⅲ |
| 常温时将铁丝伸入A中, 铁丝慢慢变 黑,大量气体剩余。 |
Ⅳ | 将红热的铁丝伸入A中,铁丝剧烈燃烧,产生大量棕黄色烟。 |
实验Ⅲ中有大量Cl2剩余,实验Ⅳ几乎无Cl2剩余,原因是________。
【答案】Cl2+H2O
HCl+HClO Cl2或HClO Fe+2FeCl3=3FeCl2 取少量生成物于试管中,加蒸馏水溶解,然后滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,说明含有+3价Fe; 在常温下铁与干燥氯气反应缓慢
【解析】
(1)①根据氯气与水反应进行分析;
②根据实验现象以及氯水中的微粒进行分析;
(2)①产物是FeCl2,从Fe与Fe3+反应进行分析;
②检验Fe3+一般用KSCN溶液进行;
(3)从实验现象进行分析;
(1)①氯气溶于水,发生Cl2+H2O
HCl+HClO,使溶液显酸性;
答案:Cl2+H2O
HCl+HClO;
②铁粉放入氯水中,铁粉溶解,无气泡产生,可能是Fe与Cl2反应,也可能是Fe与HClO反应生成FeCl3和H2O;
答案Cl2或HClO;
(2)①实验I中产物是FeCl2,途径二,发生2Fe+3Cl2=2FeCl3,Fe能与FeCl3发生Fe+2FeCl3=3FeCl2;
答案:Fe+2FeCl3=3FeCl2;
②取少量生成物于试管中,加蒸馏水溶解,然后滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,说明含有+3价Fe;
答案:取少量生成物于试管中,加蒸馏水溶解,然后滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,说明含有+3价Fe;
(3)对比实验III和IV的实验现象,实验III:干燥的氯气中铁丝慢慢变黑;实验IV中,铁丝剧烈燃烧,说明铁与干燥氯气在常温下反应缓慢;
答案:在常温下铁与干燥氯气反应缓慢。