【题目】某研究性学习小组请你参与“铁及其化合物”有关性质的实验探究,并共同解答下列问题:
探究一 设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)。
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(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为_______________________________。
(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是____________________。
(3)装置E中的现象是__________________________________。
探究二 FeBr2是一种黄绿色鳞片状的固体,某研究性学习小组为了探究它的还原性,进行了如下实验:
I.实验需要90mL 0.10mol·L-1FeBr2溶液
(1)配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外还需的玻璃仪器是________。
(2)下列有关配制过程中说法正确的是________(填序号)。
a.用托盘天平称量质量为1.944g的FeBr2
b.将称量的FeBr2放入容量瓶中,加90mL蒸馏水溶解
c.洗涤溶解FeBr2的烧杯,并将洗涤液转移至容量瓶中
d.容量瓶贴签存放配好的FeBr2溶液
e.定容时,仰视容量瓶刻度线会使配制的FeBr2溶液浓度偏高
II.探究FeBr2的还原性
取10mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设:
假设1:Br-被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中;
假设2:Fe2+被Cl2氧化成Fe3+。
(3)请你完成下表,验证假设
实验步骤、预期现象 | 结论 |
①向溶液中加入__________,振荡、静置, 现象:下层呈橙红色,上层呈无色 | 假设1正确 |
②向溶液中加入_____________ 现象:溶液变为红色 | 假设2正确 |
若假设1正确,从实验①中分离出Br2的实验操作名称是_______________ 。
(4)已知:Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-。若在50mL上述FeBr2溶液中通入标准状况112mlCl2,反应的离子方程式为__________________________________________。
【题目】某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取少量黑色固体,洗涤后,_______(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_______________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是___________________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号 | 取样时间/min | 现象 |
ⅰ | 3 | 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 |
ⅱ | 30 | 产生白色沉淀;较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深 |
ⅲ | 120 | 产生白色沉淀;较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅 |
(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)
② 对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:空气中存在O2,由于________(用离子方程式表示),可产生Fe3+;
假设c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:根据_______现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。
③ 下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:装置如图。其中甲溶液是________,操作及现象是________________。
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(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:______。