化学变化是有条件的。某小组同学探究I-与金属阳离子的氧化还原反应,实验过程如下。已知同浓度的稀溶液中氧化性:Ag+>Fe3+>Cu2+。
实狯 | 现象 | |
编号 | 溶液x | |
I | 0.1mol/LFe(NO3)2,pH≈l | 溶液黄色立即加深,30秒后溶液变为褐色,无浑浊 |
Ⅱ | KNO3和HNO3,其中c(NO3-)=0.3mol/L,pH≈1 | 1小时内溶液颜色始终保持无色 |
Ⅲ | 0.1mol/LAgNO3 | 迅速变浑浊,离心分离后上层溶液为无色(经检测无I2),固体为黄色(AgI) |
IV | 0.1mol/LCu(NO3)2 | 5秒后溶液由浅蓝色变为黄色并产生浑浊,离心分离后上层溶液为黄色(经检测有I2),固体为白色(CuI) |
(1)根据实验I和Ⅱ,请回答下列问题。
①由“黄色立即加深”初步判断有I2生成,选择___(填试剂)进一步证实生成了I2。
②写出Fe3+与I-反应的离子方程式___,该条件下氧化性:Fe3+___I2(选填“>”或“<”)。
③实验Ⅱ的目的是___。
(2)实验Ⅳ中Cu2+与I-反应的离子方程式是___,甲同学得出氧化性:Cu2+>I2。
(3)乙同学认为甲同学的结论不合理,分析原因:实验Ⅲ应有I2生成,但却生成了AgI沉淀,因此推测实验Ⅳ中I2的生成,与CuI沉淀有关,故不能确定氧化性:Cu2+>I2,并用如图装置进行验证。K闭合后,较长时间发现两侧溶液均无明显变化。乙同学为了进一步判断Cu2+和I2的氧化性强弱,将左侧电极改为Cu电极,并向右侧溶液中加入少量___(填试剂),发现指针偏转,且左侧溶液颜色加深,证明该条件下氧化性:Cu2+___I2(选填“>”或“<”)。
(4)该小组同学进一步分析认为,实验Ⅲ没有发生2Ag++2I-=2Ag+I2的反应,原因是生成AgI沉淀,反应物浓度迅速降低,不利于该反应进行;请分析实验Ⅳ发生氧化还原反应的原因是___。
(5)小组同学反思实验,反应体系中,各物质浓度对氧化还原反应是否发生都有一定的影响。
某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2,FeCl3的升华温度为315℃。
实验操作和现象:
操作 | 现象 |
点燃酒精灯,加热 | ⅰ.A中部分固体溶解,上方出现白雾 ⅱ.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴 ⅲ.B中溶液变蓝 |
(1)现象ⅰ中的白雾是___。
(2)分析现象ⅱ,该小组探究黄色气体的成分,实验如下:
a.加热FeCl3·6H2O,产生白雾和黄色气体。
b.用KSCN溶液检验现象ⅱ和a中的黄色气体,溶液均变红。通过该实验说明现象ⅱ中黄色气体含有___。
(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外,推测还可能的原因是:
①实验b检出的气体使之变蓝,反应的离子方程式是___。经实验证实推测成立。
②溶液变蓝的另外一种原因是:在酸性条件下,装置中的空气使之变蓝。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是___。
(4)为进一步确认黄色气体是否含有Cl2,小组提出两种方案,均证实了Cl2的存在。
方案1:在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C。
方案2:将B中KI淀粉溶液替换为NaBr溶液;检验Fe2+。
现象如下:
方案1 | B中溶液变为蓝色 |
方案2 | B中溶液呈浅橙红色,未检出Fe2+ |
①方案1的C中盛放的试剂是___(填字母)。
A.NaCl饱和溶液 B.NaOH溶液 C.NaClO溶液
②方案2中检验Fe2+的原因是___。
③综合方案1、2的现象,说明选择NaBr溶液的依据是___。
(5)将A中的产物分离得到Fe2O3和MnCl2,A中产生Cl2的化学方程式是:___。
实验小组探究碳与浓硝酸的反应,进行下表中的实验:
实验操作 | 实验现象 |
a.用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸,加热。 | / |
b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。 | 红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。 |
(1)能证明浓硝酸表现氧化性的实验现象是___。
(2)反应产生的热量会使少量浓硝酸发生分解反应,产生红棕色气体、一种无色无味的单质气体X和水,气体X的化学式是___。
(3)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。甲同学认为可能是木炭与气体X反应产生的现象;同学乙猜测NO2可能具有助燃性,木炭能在NO2中燃烧。他们设计了以下实验验证猜想。
Ⅰ.制取NO2气体
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图___(夹持仪器略)。
②NaOH溶液的作用是处理尾气,该反应生成两种物质的量相等的正盐,反应的化学方程式为___。
Ⅱ.木炭在NO2气体中燃烧。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式___。
②分析是否需要增加带火焰的木炭与纯净的X气体反应的实验并说明理由:___。
③由上述实验推断“液面上木炭迅速燃烧,发出光亮”的现象产生的原因为:___。
某兴趣小组用Fe3+与I-间的反应探究氧化还原反应规律与平衡移动原理的取系,回答下列问题:
(1)用Fe2(SO4)3晶体配制100mL0.05mol/L的溶液,配制时需先把Fe2(SO4)3晶体溶解在较浓硫酸中,再用水稀释,加入硫酸的目的是_______(结合化学用语回答)。
(2)甲组同学将0.10mol/L的KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液各5mL混合充分反应后,溶液变为棕黄色,现进行如下实验①② 。
实验①中产生蓝色沉淀的离子方程式为_________,根据以上反应现象写出甲组同学实验中的离了方程式_________,在甲组同学的反应中,I2和Fe3+的氧化性强弱顺序为_________。
查阅资料:其它条件相同时,物质的氧化性及还原性强弱随浓度大小发生变化。
(3)乙组同学以下图实验装置进一步探究上述反应,
K闭合时,指针发生偏转,盐桥中的阳离子向______极(填“a”或“b”)定向移动;当指针归零时,向烧杯I中满加0.01mol/L AgNO3溶液,指针反向偏转,表明平衡发生了移动。据此分析I-还原性强弱与浓度关系______________。
(4)丙组同学欲测定甲组同学所得棕黄色溶液中c(I2),已知I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。现借助酸碱中和滴定相关仪器,用cmol·L-1的Na2S2O3溶液在弱碱性环境下对该溶液进行滴定,消耗Na2S2O3溶液VmL。
①Na2S2O3溶液装入______(填“酸式”或“碱式”)滴定管,选用淀粉济液为指示剂,滴定终点现象为_______________。
②老师提出丙组同学方案不可行,原因一是Fe3+可能氧化Na2S2O3,二是_________。
实验小组同学看到一则报道:某造纸厂误将槽车中漂白液(NaCl和NaClO的混合液)倒入盛放饱和KAl(SO4)2溶液的池中,造成中毒事件。该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。
(1)小组同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测,漂白液中ClO-具有氧化性。实验如下:
Ⅰ. 用pH试纸检验,漂白液pH>7,饱和溶液pH<7。
Ⅱ. 取10 mL漂白液,依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液,有白色沉淀生成,经检验白色沉淀不溶于盐酸。
Ⅲ. 另取10 mL,漂白液,加入品红溶液,溶液红色逐渐变浅,一段时间后褪为无色。
Ⅳ. 再取10 mL漂白液,加入品红溶液,加入少量稀硫酸酸化后,溶液红色立即变为无色。
①漂白液pH大于7的原因是(用离子方程式表示)__________。
②由实验Ⅱ得出ClO-具有氧化性,写出相应的离子方程式__________。
③对比实验Ⅲ和Ⅳ说明ClO-氧化性与溶液酸碱性的关系是__________。
(2)小组同学依据(1)中的实验,提出:漂白液在酸性溶液中有Cl2生成。用图所示的装置继续实验,探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl2。
①装置B的作用是__________;盛放的药品是__________。
②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸,不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式________。
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和溶液,观察到产生大量的白色胶状沉淀,同时有黄绿色气体产生。A中加溶液反应的离子方程式是__________。
(3)上述实验说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2。若取10 mL漂白液与足量BaCl2溶液混合后,不断通入SO2至过量,在实验过程中可能的实验现象是__________。
重铬酸钾别名为红矾钾,室温下为橙红色晶体,溶于水,不溶于乙醇。它被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质,而且是强氧化剂,在实验室和工业中都有很广泛的应用。实验小组研究酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应。相关资料如下:
序号 | 资料 |
① | Cr2(SO4)3溶液呈绿色 |
② | 酸性条件下,K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5,CrO5进一步反应生成Cr3+和O2 |
③ | CrO5可溶于水,易溶于乙醚得到蓝色溶液 |
④ | 乙醚是一种无色不溶于水,密度比水小的有机溶剂,化学性质稳定 |
甲同学采用如图装置进行实验,探究了酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应产物,实验步骤、操作等内容如下:
实验步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅰ | 组装仪器 | —— |
Ⅱ | ? | —— |
Ⅲ | 向盛有H2O2溶液的仪器X中加入一定量的K2Cr2O7溶液和硫酸 | 溶液立即变为紫红色,此时pH=1,观察到溶液中持续产生气泡,最终溶液变为绿色 |
回答下列问题:
(1)用以上装置证明实验中产生的气体有氧气,装置的连接顺序是a→__→__→__→__。
(2)图中仪器X的名称是___。
(3)实验步骤Ⅱ是___。
(4)实验中紫红色溶液含有CrO5。
①验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是___。
②已知CrO5的结构式为,生成CrO5的反应,不是氧化还原反应,则该反应的离子方程式为___。
(5)对上述实验中产生氧气、溶液变为绿色的原因,做出的假设①是CrO5在酸性溶液中不稳定,自身氧化还原生成Cr3+和O2。你还能做出的假设②是___。
(6)设计实验,选择合适的试剂,验证(5)中的假设①,你的设计是___。