为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和甲中加热装置已略,气密性已检验)。![]()
实验步骤:
1.在甲装置中,打开活塞a,加热,待装置中充满黄绿色气体时,与丙装置连接。
2.当丙装置中FeC12溶液变黄时,停止加热。
3.打开活塞c,使约2mL的溶液滴入试管中,检验溶液中的离子。
4.在乙装置中,打开活塞b,待空气排尽后,将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中,一段时间后,停止。
5.更新丙中试管,打开活塞c,使约2mL的溶液滴入试管中,检验溶液中的离子。
回答下列问题:
(1)甲中发生反应的化学方程式为______________________。
(2)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是____________。
(3)实验中,证明氧化性Fe3+>SO2的离子方程式为_____________。
(4)有I、II、III三组同学分别完成了上述实验,实验结果如下:
| | 步骤3溶液中含有的离子 | 步骤5溶液中含有的离子 |
| I | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42- |
| Ⅱ | 有Fe3+无Fe2+ | 有SO42- |
| Ⅲ | 有Fe3+无Fe2+ | 有Fe2+ |
上述实验结果一定能够证明Cl2>Fe3+>SO2的是______(填“I”、“II”或“III”)。
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
某课外小组学生对Cl2与FeBr2溶液反应进行实验探究。
| 操 作 | 现 象 |
| 取0.1 mol/L的FeBr2溶液10 mL,测溶液的pH | pH试纸变红(约为4) |
| ⅰ.开始通入100 mL(折合标准状况),溶液由浅绿色逐渐变黄; ⅱ.稍后,继续通入Cl2,溶液黄色加深,变为棕黄色; iii.稍后,溶液由棕黄色变浅,最终变为黄色 |
(1)用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2的化学方程式是 。
(2)pH≈4的原因是 (用化学用语表示)。
(3)现象i中溶液由浅绿色逐渐变黄。某学生猜测可能原因:①Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,使溶液呈黄色;②Cl2将Br-氧化为Br2,使溶液呈黄色。证明原因①的实验方案是 ;证明原因②的实验方案是 。
(4)现象ⅱ中,溶液变为棕黄色。部分学生猜测①:可能是Cl2先将Fe2+氧化生成Fe3+,Cl2又继续氧化Br-生成Br2。部分学生猜测②:可能是Cl2先将Fe2+氧化生成Fe3+,Fe3+将Br-氧化生成Br2。某学生设计实验进行验证,请完成下列表格:
由此实验得出的结论是 。
| 试管 | 操作 | 现象 | 结论 |
| a | 取2 mL FeCl2溶液,滴加少量氯水、2滴KSCN溶液,振荡 | | Cl2的氧化性强于Fe3+ |
| b | 取2 mL FeCl3溶液,滴加少量溴化钠溶液和少量CCl4,振荡 | CCl4层没有明显变化 | |
| c | | CCl4层由无色变为橙黄色 | Cl2的氧化性强于Br2 |
某化学兴趣小组在探究卤素单质的氧化性的实验中发现,在足量的氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色,原因是什么?Br2能否氧化Fe2+,Fe3+与Br2谁的氧化性更强?
(1)甲同学认为:Br2不能氧化Fe2+,Fe3+的氧化性大于Br2,产生上述现象的原因不是化学反应所致,溶液呈黄色是含 (填化学式,下同)所致。
(2)乙同学认为:Br2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+的氧化性小于Br2,产生上述现象的原因是化学反应所致,则溶液呈黄色是含 所致。
(3)丙同学为验证乙同学的观点,选择下列试剂,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.酚酞试剂;b.CCl4;c.无水酒精;d.KSCN溶液。请你在下表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)氧化性:Br2>Fe3+,故在FeCl2中滴入1~2滴溴水,溶液呈黄色。发生反应的离子方程式是 。
(5)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是 。在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有
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 。
某化学小组在学习元素周期律后,对教材中Fe2+氧化为Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+?
环节一:理论推测
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2+氧化为Fe3+,他们思考的依据是________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化为Fe3+,还有同学认为Br2能将Fe2+氧化为
Fe3+而I2不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二:设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验:。
实验1:
| 试管 | 操作 | 现象 |
| ① | 先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量红棕色的溴水,振荡试管 | 溶液为黄色 |
| ② | 先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管 | 溶液为黄色 |
环节三:实验现象的分析与解释
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2+氧化,离子方程式为________。
同学乙认为应该补充实验,才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成实验:
实验2:
| 操作 | 应该观察到的现象 |
(2)该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论:
可能1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2:______________。
实验3:进行实验以确定可能的原因。
| 操作 | 现象 |
| 向试管②所得溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间后。取出上层溶液,滴KSCN溶液 | 静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;上层溶液滴加KSCN溶液后,出现浅红色 |
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立,同学丁认为不严谨,于是设计了实验4:
实验4:
| 操作 | 现象 |
| 向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间后。取出下层溶液,滴加KSCN溶液 | 静置后,上层溶液为紫色,下层溶液几乎无色;下层溶液滴加KSCN溶液后,没有出现浅红色 |
你认为实验4设计的主要目的是________________。
同学丁根据实验4现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,用原子结构解释原因:__________。