某化学小组探究**条件下NO3-、SO42-、Fe3+三种微粒的氧化*强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置...
问题详情:
某化学小组探究**条件下NO3-、SO42-、Fe3+三种微粒的氧化*强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置的气密*已检验)。(忽略氧气对反应的影响)
实验记录如下:
实验序号 | 实验*作 | 实验现象 |
I | A中黄*溶液迅速变成深红棕*,最终变为浅绿*。 | |
II | 取出少量A装置中的溶液,先加入KSCN溶液,再加入BaCl2溶液。 | 加入KSCN溶液后溶液不变*,再加入BaCl2溶液产生白*沉淀。 |
III | 打开活塞a,将过量稀HNO3加入装置A中,关闭活塞a。 | A中浅绿*溶液最终变为黄*。 |
IV | 取出少量A装置中的溶液,加入KSCN溶液;向A装置中注入空气。 | 溶液变为红*;液面上方有少量红棕*气体生成。 |
请回答下列问题:
(1)配制FeCl3溶液时,常常加入盐*,目的是(用化学用语和简单文字叙述):________。
(2)资料表明,Fe3+能与SO2结合形成深红棕*物质Fe(SO2)63+,反应方程式为: Fe3+ + 6SO2 Fe(SO2)63+。请用化学平衡移动原理解释实验I中溶液颜*变化的原因________。
(3)实验II中发生反应的离子方程式是__________________。
(4)实验III中,浅绿*溶液变为黄*的原因是__________________(用离子方程式表示)。
(5)实验IV中液面上方有少量红棕*气体生成,发生反应的化学方程式是______________。
(6)综合上述实验得出的结论是:在**条件下,氧化*强弱是:NO3->Fe3+>SO42-。请从微粒变化的角度解释________。
【回答】
【*】 (1). Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入盐*,增大c(H+),平衡左移,抑制Fe3+水解; (2). Fe3+和SO2生成红棕*的Fe(SO2)63+反应速率较快:Fe3++6SO2Fe(SO2)63+。而反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+反应缓慢,但是反应限度较大,使溶液中c(Fe3+)降低,平衡逆向移动,红棕*逐渐褪去,最终得到浅绿*溶液; (3). Ba2+ + SO42- = BaSO4↓; (4). 3Fe2+ +4H++ NO3- = 3Fe3++NO↑+2H2O; (5). 2NO+ O2 = 2NO2; (6). 实验II中溶液中检出Fe2+和SO42-,说明Fe3+氧化SO2生成SO42-,氧化*Fe3+>SO42-;实验III中溶液变黄*、IV中检出Fe3+和NO生成,说明**条件下NO3-氧化Fe2+,氧化*NO3->Fe3+;所以,在**条件下,氧化*强弱是:NO3->Fe3+>SO42-。
【解析】
【分析】
通过“氧化剂氧化*大于氧化产物的氧化*”原理设计实验。
【详解】(1)溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入盐*,增大c(H+),平衡左移,抑制Fe3+水解;
(2)Fe3+和SO2生成红棕*的Fe(SO2)63+反应速率较快:Fe3++6SO2Fe(SO2)63+。而反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+反应缓慢,但是反应限度较大,使溶液中c(Fe3+)降低,平衡逆向移动,红棕*逐渐褪去,最终得到浅绿*溶液;
(3)加入KSCN溶液后溶液不变*,说明铁离子完全转化为亚铁离子,再加入BaCl2溶液产生白*沉淀,氧化生成硫*根与钡离子结合为硫*钡,反应离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;
(4)**具有强氧化*,将溶液中亚铁离子氧化为铁离子,浅绿*溶液变为黄*,反应离子方程式为:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;
(5)反应生成的NO与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮为红棕*,发生反应的方程式是:2NO+O2=2NO2;
(6)验II中溶液中检出Fe2+和SO42-,说明Fe3+氧化SO2生成SO42-,氧化*Fe3+>SO42-;实验III中溶液变黄*、IV中检出Fe3+和NO生成,说明**条件下NO3-氧化Fe2+,氧化*NO3->Fe3+;所以,在**条件下,氧化*强弱是:NO3->Fe3+>SO42-。
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:实验,探究题
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