(15分)已知铁离子,氯气、溴均为常见的氧化剂,某化学兴趣小组设计了如下实验探究其强弱:
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(1)①装置A中发生反应的离子方程式是 。
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 。 (填具体实验操作) | D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄, 振荡后,下层CCl4层无明显变化。一段时间后 。(填实验现象) | Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为: Cl2 >Br2 >Fe3+ |
(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.Fe3+ +3SCN- ⅱ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2 > (SCN)2 。 |
①请用平衡移动原理(结合上述资料)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因 。
现设计简单实验证明上述解释:取少量褪色后的溶液,滴加 溶液,若溶液颜色 。则上述解释是合理的。
小组同学另查得资料如下:
ⅲ.Cl2和Br2反应生成BrCl,BrCl呈红色(略带黄色),沸点约5℃,它与水能发生水解反应,且该反应为非氧化还原反应。 ⅳ.AgClO、AgBrO均可溶于水。 |
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。请结合上述资料用两步离子方程式解释仅产生白色沉淀原因 、 。
【化学─选修2:化学与技术】(15分)硫酸工业的废渣回收再利用的工艺流程如下:
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注:硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,② 。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为 。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-=2Fe2++SnCl62-,
Sn2++4Cl-+2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2↓,
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量 (填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量 。
(4)①可选用 (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。“酸浸”后Fe2+可被空气中O2氧化(用离子反应方程式表示) 。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 | 8.3 |
完全沉淀 | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 | 9.8 |
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
第一步:氧化: ;(填写具体操作)
第二步:沉淀 ;(填写具体操作)
第三步:分离,洗涤;
第四步:烘干,研磨。