Processing math: 100%
精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情
15.某化學研究性學習小組討論Fe3+和SO32-之間發(fā)生怎樣的反應,提出了兩種可能:一是發(fā)生氧化還原反應:2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+;二是發(fā)生雙水解反應:2Fe3++3SO32-+6H2O=2Fe(OH)3(膠體)+3H2SO3.為了證明是哪一種反應發(fā)生,同學們設計并實施了下列實驗,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />實驗Ⅰ,學生選擇的實驗用品:Na2SO3濃溶液、BaCl2稀溶液、稀鹽酸;試管若干、膠頭滴管若干.從選擇的藥品分析,作者設計這個實驗的目的是檢驗Na2SO3是否變質(或檢驗Na2SO3溶液中是否混有Na2SO4).
實驗Ⅱ,取5mLFeCl3濃溶液于試管中,逐滴加入Na2SO3濃溶液,觀察到溶液顏色由黃色變?yōu)榧t棕色,無氣泡產生,無沉淀生成,繼續(xù)加入Na2SO3濃溶液至過量,溶液顏色加深,最終變?yōu)榧t褐色.這種紅褐色液體是氫氧化鐵膠體(或膠體).向紅褐色液體中逐滴加入稀鹽酸至過量,可以觀察到的現象是先產生紅褐色沉淀,后沉淀逐漸溶解,溶液變成黃色且有氣泡產生.將溶液分成兩等份,其中一份加入KSCN溶液,溶液變成血紅色,反應的離子方程式為Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3.另一份加入BaCl2稀溶液,有少量白色沉淀生成,產生該白色沉淀的離子方程式是Ba2++SO42-=BaSO4↓.
實驗Ⅲ,換用稀釋的FeCl3和Na2SO3溶液重復實驗Ⅰ、Ⅱ,產生的現象完全相同.由上述實驗得出的結論是Fe3+與SO32-同時發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應.若在FeCl3濃溶液中加入Na2CO3濃溶液,觀察到紅褐色沉淀并且產生無色氣體,該反應的化學方程式是2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑.
從形式上看,Na2CO3和Na2SO3相似,但是從上述實驗中可以看到,二者的水溶液與氯化鐵溶液反應的現象差別很大,分析其原因可能是:
①SO32-有較強的還原性,CO32-沒有還原性;
②SO32-水解能力較CO32-�。�

分析 實驗I:Na2SO3濃溶液中+4價的硫易被氧化成+6價,選擇BaCl2稀溶液,可用來檢驗硫酸根離子的存在;
實驗II:Fe3+和SO32-之間若發(fā)生氧化還原反應,則溶液的顏色由黃色逐漸變?yōu)閬嗚F離子的綠色,而實驗現象證明未發(fā)生氧化還原反應,應該發(fā)生雙水解反應,所以出現的紅褐色的液體應是氫氧化鐵膠體(或膠體);向膠體中加入電解質溶液,膠體會發(fā)生聚沉現象,所以有紅褐色沉淀生成;繼續(xù)滴加鹽酸,因為鹽酸與氫氧化鐵沉淀反應,所以沉淀逐漸溶解最終消失,溶液變黃色,同時鹽酸與亞硫酸鈉反應有氣體生成;KSCN溶液與鐵離子發(fā)生絡合反應,生成硫氰化鐵;另一份加入BaCl2稀溶液,有少量白色沉淀生成,因為亞硫酸根離子與鹽酸反應了,所以溶液中不存在亞硫酸根離子,所以此時產生的白色沉淀應是硫酸鋇沉淀;
實驗III:由以上實驗現象分析,Fe3+和SO32-之間同時發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應;FeCl3濃溶液中加入Na2CO3溶液,則二者只發(fā)生雙水解反應,生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳氣體;
①從化合價上判斷CO32-離子中的C元素是+4價為最高價,無還原性,不可能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應;而SO32-離子中的S元素是+4價,為中間價態(tài),具有還原性,可與Fe3+發(fā)生氧化還原反應;
②從水解程度判斷,碳酸的酸性比亞硫酸的酸性弱,所以CO32-離子水解程度大于SO32-離子的水解程度,CO32-離子與Fe3+發(fā)生雙水解反應比較徹底.

解答 解:實驗Ⅰ:該同學選擇的藥品中有BaCl2稀溶液,用來檢驗硫酸根離子的存在,所以實驗I的目的是檢驗Na2SO3是否變質(或檢驗Na2SO3溶液中是否混有Na2SO4),
故答案為:檢驗Na2SO3是否變質(或檢驗Na2SO3溶液中是否混有Na2SO4);
實驗Ⅱ:FeCl3濃溶液于試管中,逐滴加入Na2SO3濃溶液,鐵離子能夠與亞硫酸根離子發(fā)生水解生成了紅褐色的氫氧化鐵膠體;向紅褐色液體中逐滴加入稀鹽酸至過量,可以觀察到的現象是先產生紅褐色沉淀,后沉淀逐漸溶解,溶液變成黃色且有氣泡產生;
加入KSCN溶液,溶液變?yōu)檠t色,反應反應的離子方程式為:Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3
加入氯化鋇生成白色沉淀,白色沉淀為硫酸鋇,反應的離子方程式為:Ba2++SO42-═BaSO4,
故答案為:氫氧化鐵膠體(或膠體);先產生紅褐色沉淀,后沉淀逐漸溶解,溶液變成黃色且有氣泡產生;Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3;Ba2++SO42-═BaSO4↓;
實驗Ⅲ:換用稀釋的FeCl3和Na2SO3溶液重復實驗Ⅱ,產生的現象完全相同,證明了Fe3+與SO32-發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應是同時進行的,在FeCl3濃溶液中加Na2CO3濃溶液,觀察到紅褐色沉淀并且產生無色氣體,二者發(fā)生了雙水解反應,反應的離子方程式為:2Fe3++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
故答案為:Fe3+與SO32-同時發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應;2Fe3++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
①CO32-離子中的C元素是+4價為最高價,無還原性,不可能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應,由于亞硫酸根離子具有較強的還原性,能夠與鐵離子發(fā)生氧化還原反應,
故答案為:SO32-有較強的還原性,CO32-沒有還原性;
②鐵離子與亞硫酸根離子生成了氫氧化鐵膠體,與碳酸根離子反應生成了氫氧化鐵沉淀,說明碳酸根離子水解能力比亞硫酸根離子大,
故答案為:SO32-水解能力較CO32-�。�

點評 本題考查了鐵及其化合物性質的分析應用,考查對實驗原理、實驗現象的分析判斷,氧化還原反應、雙水解反應的應用,離子方程式的書寫,掌握物質性質和反應現象是解題關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.常溫下,10mL pH均為2的HX、HY兩種一元酸溶液,加水稀釋過程中溶液的pH隨溶液體積變化曲線如圖所示.
請回答下列問題:
(1)在圖中用曲線表示將10mL pH=2的鹽酸加水稀釋到1000mL的過程中溶液pH變化趨勢.
(2)物質的量濃度均為0.1mol•L-1的NaX和NaY溶液,pH較小的是NaX.
(3)常溫下,0.1mol•L-1的HY溶液中加入等體積pH=1的鹽酸后,溶液的pH降低(填“升高”或“降低”).
(4)H2Z是一種二元弱酸,常溫下,0.1mol•L-1的H2Z溶液中加入等體積pH=13的KOH溶液后,溶液的pH<7,原因可能是HZ-的電離程度大于水解程度.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

6.無機化合物可根據其組成和性質進行分類,如:

(1)如圖所示的物質分類方法名稱是樹狀分類法.
(2)以Na、K、H、O、C、S、N中任意兩種或三種元素組成合適的物質,分別填在下表②③⑥的后面.
物質氧化物
化學式①HCl
②HNO3
③NaOH、KOH或NH3•H2O
④Ba(OH)2
⑤Na2CO3
⑥NaNO3、Na2SO4或NH4NO3
⑦CO2
⑧Na2O
(3)寫出⑦轉化為⑤的化學方程式Na2O+CO2═Na2CO3
(4)實驗室制備⑦檢驗該氣體的方法是將氣體通入澄清的石灰水中,變渾濁,則說明該氣體是二氧化碳.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.1mol某氣態(tài)烴能與1mol氯化氫發(fā)生加成反應,加成后的產物又可與7mol氯氣發(fā)生完全的取代反應,則該烴的結構簡式為( �。�
A.CH2═CH2B.CH3CH═CH2C.CH3CH2CH═CH2D.CH3CH2CH2CH═CH2

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.國際無機化學命名委員會將長式元素周期表原先的主.副族號取消,從左往右改為18列,堿金屬為第1列,稀有氣體為18列.按這個規(guī)定,下列說法不正確的是( �。�
A.第17.18列元素都是非金屬元素
B.第14列元素形成的化合物種類最多
C.第3列元素種類最多
D.只有第2列元素的原子最外層有2個電子

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快,其能量隨反應進程的變化如下圖所示.下列說法正確的是( �。�
A.加入催化劑,減小了反應的熱效應
B.加入催化劑,可提高H2O2的平衡轉化率
C.H2O2分解的熱化學方程式:H2O2=H2O+12O2+Q
D.反應物的總能量高于生成物的總能量

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.如圖,請讀題并填空:在圖中,
(1)Cu上冒H2氣泡(填Zn或Cu,下同).
(2)Cu的質量不變.
(3)溶液中的H+流向Cu極,SO42-流向Zn極.
(4)電極反應式:鋅板:Zn-2e-=Zn2+;銅板:2H++2e-=2H2↑.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.將一定質量的鎂鋁合金投入200mL 一定濃度的鹽酸中,合金完全溶解.
向所得溶液中滴加5.0mol.L-1NaOH溶液,生成沉淀的質量跟加入NaOH溶液的體積的關系如圖所示.(橫坐標體積的單位是mL,縱坐標質量的單位是g)
(1)NaOH溶液0-40 mL區(qū)間所發(fā)生反應的離子方程式為:H++OH-=H2O.
(2)NaOH溶液160-180mL區(qū)間所發(fā)生反應的離子方程式為:OH-+Al(OH)3=AlO2-+2H2O.
(3)NaOH溶液滴加到160mL時,溶液中的溶質組成為NaCl.
(4)合金中鎂的質量為3.6g.
(5)所用鹽酸的物質的量濃度為8 mol.L-1

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.化學實驗室中常將溶液或試劑進行酸化,下列酸化處理正確的是( �。�
A.檢驗氯乙烷中的氯元素,加堿溶液加熱后,用稀硫酸酸化后,再檢驗
B.鑒別溶液中是否有SO42-,用鹽酸酸化
C.為抑制Fe2+的水解,用稀硝酸酸化
D.為提高KMnO4溶液的氧化能力,用鹽酸將KMnO4溶液酸化

查看答案和解析>>

同步練習冊答案