摘要:Fe2+和Fe3+的鉴别方法

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某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
[实验设计]
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行.最终在
B
B
容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
.
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀.请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:
①纯水  ②NaCl溶液  ③NaOH溶液  ④四氯化碳  ⑤CuCl2溶液  ⑥乙醇  ⑦Fe棒  ⑧植物油  ⑨碳棒
a为
⑦
⑦
,b为
⑨或⑦
⑨或⑦
,c为
⑧
⑧
,d为
②或③
②或③
.(填序号)
[探究思考]实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称 物理性质描述 化学性质描述
《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 白色沉淀 此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8
《普通化学教程》(下册)P788 白色 能强烈吸收O2,迅速变成棕色Fe(OH)3.这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+.
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:
由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3
由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3
;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成
FeO?Fe2O3?4H2O
FeO?Fe2O3?4H2O
.
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2?nH2O所致.用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势.
加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于
打开
打开
(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于
发生
发生
(填“停止”或“发生”)状态.写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式
Fe(OH)2?nH2O
  △  
.
 
Fe(OH)2+nH2O
Fe(OH)2?nH2O
  △  
.
 
Fe(OH)2+nH2O
.
(3)欢迎你参加该研究小组的讨论,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路.
向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后,观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色(或者可以将Fe(OH)3和Fe(OH)2混合后观察其颜色
向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后,观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色(或者可以将Fe(OH)3和Fe(OH)2混合后观察其颜色
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Ⅰ.某学生设计了用新制氯水、KSCN溶液、0.1mol?L-1FeCl2溶液探究Fe2+和Fe3+的转化条件实验.操作为:取少量久置的FeCl2溶液,滴加KSCN溶液,再滴入氯水.
(1)写出该实验发生的离子反应方程式
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
;
(2)实际操作中出现了异常现象,FeCl2溶液滴入KSCN后就出现了浅红色,请分析最可能的原因
Fe2+被空气中的氧气氧化了
Fe2+被空气中的氧气氧化了
;
(3)由上述异常现象该同学联想到用KI淀粉溶液检验食用盐中IO3-的实验,检验原理是:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O.为此进行了一系列探究实验如下:
实验 操作步骤 现象
1 取少量加碘食盐溶解,滴入几滴稀硫酸,滴入少量KI淀粉溶液,振荡 溶液变蓝
2 取少量NaCl溶解,滴入几滴稀硫酸,滴入少量KI淀粉溶液,振荡 溶液变蓝
3 取少量水… 溶液变蓝
根据分析你认为实验3中的内容应为
滴入几滴稀硫酸,滴入少量KI淀粉溶液,振荡
滴入几滴稀硫酸,滴入少量KI淀粉溶液,振荡
,实验2、3异常现象最可能是发生了
4I-+O2+4H+=2I2+2H2O
4I-+O2+4H+=2I2+2H2O
离子反应,因此其实KI淀粉溶液并不能确定食盐中IO3-的存在.
(4)经讨论,将KI换成其他试剂重新设计方案并取得了成功.你认为代替KI的可以是
ABC
ABC

A.Na2SO3    B.Vc     C.FeSO4    D.FeCl3

Ⅱ.从X、Y两种溶液中分离固体X、Y的方法为
(1)实验甲中a应具有的性质为
易溶解X不溶于水不与X也不与水反应
易溶解X不溶于水不与X也不与水反应
;
(2)实验乙一般在
降温或蒸发
降温或蒸发
条件下实现,并借助下图中
A
A
装置分离出Y.
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