题目内容
某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现,在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
(1)提出问题:Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(2)提出猜想:
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是因为含有 (填化学式,下同)。
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是因为含有 。
(3)设计实验并验证:丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂:
a.酚酞试液 b.四氯化碳 c.无水酒精 d.硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)。
| | 选用试剂 | 实验现象 |
| 方案1 | | |
| 方案2 | | |
(4)应用与拓展:
①在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色,所发生的反应的离子方程式为 。
②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有
(2)①Br2 ②Fe3+
(3)d 溶液呈血红色 b CCl4层呈无色
(4)①2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ②1.2 mol·L-1
解析
(18分)为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和 A中加热装置已略,气密性已检验)实验过程如下:![]()
Ⅰ.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)过程Ⅰ的目的是_________________________________________________。
(2)棉花中浸润的溶液为______________________。
(3)A中发生反应的化学方程式为 。
(4)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是 。
(5)能说明氧化性Fe3+>SO2的离子方程式是______________________________________。
(6)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是 (填“甲”“乙”“丙”)。
| | 过程Ⅳ B溶液中含有的离子 | 过程Ⅵ B溶液中含有的离子 |
| 甲 | 有Fe3+无Fe2+ | 有SO42- |
| 乙 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42- |
| 丙 | 有Fe3+无Fe2+ | 有Fe2+ |
颜色变为浅绿色。
查阅资料:Fe2+(aq)+SO32-(aq)
提出假设:FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验,证实该假设成立:
①溶液E和F分别为 、 。
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因 。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质。请填写以下空白:
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4相似具备下列性质呢?
猜想①:________________________。 猜想②:溶液呈中性,且不与酸反应。
猜想③:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【实验探究】基于上述猜想②、③,设计实验方案。请填写下列表格中的(1)(2)(3)。
| | 实验操作 | 实验现象 或预期实验现象 | 现象解释 (用离子方程式表示) |
| 猜想② | | 溶液pH约8—10 | |
| 向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液 | | S2O32—+2H+=S↓+SO2↑+H2O | |
| 猜想③ | 向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液 | 氯水颜色变浅 | |
【实验结论】Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由___________________________________。
(2)请重新设计一个实验方案,证明Na2S2O3被氯水氧化。该实验方案是 。
某同学为了验证Fe3+是否能氧化H2SO3生成SO,他用50 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后,进行以下实验:
(1)检验吸收液中的SO42—:_____________________________,
证明Fe3+能够把H2SO3氧化成SO42—。
(2)请完成并配平上述反应中的化学方程式:
2FeCl3+SO2+________===________+H2SO4+________,反应中的氧化产物是________(写化学式)。
(3)吸收液中除了含有H+、Cl-、SO42—以外,对其他成分(Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究:
①提出假设。假设1:溶液中存在Fe3+、Fe2+;
假设2:溶液中存在________。
②设计方案,进行实验,验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:试管、滴管、0.1 mol·L-1KMnO4溶液、0.1 mol·L-1KSCN溶液、品红稀溶液。
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1:用试管取样品溶液2~3 mL,再用滴管取_________ | 若出现红色,则假设1成立;若未出现红色,则假设1不成立(或假设2成立) |
| 步骤2: | |
| 步骤3: | |
某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:![]()
①检查气体发生装置A的气密性的操作是 。
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出: 。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
| 打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯。 | D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄, 振荡后,CCl4层无明显变化。 | Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为: |
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
| ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2。 ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点约5℃,与水发生水解反应。 ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。 |
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因:
,
请设计简单实验证明上述解释: 。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因: 。
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为 。
某校研究小组为探究KI溶液的pH与其在空气之中氧化变质的关系,进行了相应的实验探究。
【提出假设】
假设1:只有碱性环境下能被氧化
假设2:只有酸性环境下能被氧化
假设3:只有中性环境下能被氧化
假设4: 能被氧化
【实验探究】
(1)有人认为由于I2会和KOH反应,因此否定假设1。小组同学认为,若溶液的碱性较弱时,I2不会反应。为了验证滚点,小组同学进行了下述实验:
在编号为①②③的试管中加入相同量的碘的淀粉溶液中,然后分别加入pH为9、10、11的KOH溶液,发现试管①中蓝色不消失,试管②③中蓝色消失。
由此可以得出结论: 。
(2)为探究KI溶液在不同碱性条件下能否被氧气氧化,小组同学设计了以下实验:将下表中的药品分别加入到试管中,然后放置于收集有氧气的储气瓶中,塞上塞子,观察现象。完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
| 实验编号 | 蒸馏水 | 淀粉溶液 | KI固体 | 稀KOH溶液 | 一段时间后观察实验现象 |
| 1 | 30mL | 2 mL | 5g | 0滴 | 试管中出现了蓝色 |
| 2 | 29.5 mL | | 5g | 10滴 | 试管中出现了很浅的淡蓝色 |
| 3 | 29 mL | 2 mL | | 20滴 | 试管中无明显变化 |
| 4 | | 2 mL | 5g | 30滴 | |
注:1滴溶液体积为0.05mL。
(3)小组同学通过实验证实了在酸性条件下KI都能被氧气氧化,现继续探究酸性强弱与氧化难易的关系。有同学提出假设,认为酸性越强越容易被氧化。请设计实验验证假设,完成下表中内容。
可供选择的药品有:KI固体、淀粉溶液、0.005mol/L H2SO4、0.5mol/L H2SO4。
| 实验方案(不要求写具体过程) | 预期实验结果和结论 |
| | |
铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,工业上经过下列工艺可以冶炼
金属铝。下列说法不正确的是( ) ![]()
| A.①、②中除加试剂外,还需要进行过滤操作 |
| B.a、b中铝元素的化合价相同 |
| C.③中需要通入过量的氨气 |
| D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝 |