為探究化學(xué)平衡移動原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系,某同學(xué)對Na2SO3溶液和鉻(Ⅵ)鹽溶液的反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行研究,并進(jìn)行如下實驗:
已知:①Cr2(橙色)+H2O?2(黃色)+2H+
②鉻(Ⅵ)鹽即六價的鉻鹽,被還原生成Cr3+(綠色)
(1)進(jìn)行實驗ⅰ和ⅱ:
序號 |
操作 |
現(xiàn)象 |
i |
向2mLpH=2的0.05mol?L-1K2Cr2O7橙色溶液中滴加飽和Na2SO3溶液(pH約為9)3滴 |
溶液變綠色(含Cr3+) |
ii |
向2mLpH=8的0.1mol?L-1K2CrO4黃色溶液中滴加飽和Na2SO3溶液3滴 |
溶液沒有明顯變化 |
用離子方程式解釋ⅰ中現(xiàn)象:
。
(2)繼續(xù)進(jìn)行實驗ⅲ:
序號 |
操作 |
現(xiàn)象 |
ⅲ |
向2mL飽和Na2SO3溶液中滴加pH=2的0.05mol?L-1K2Cr2O7橙色溶液3滴 |
溶液變黃色 |
為了說明產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因,補(bǔ)充實驗:
向2mL蒸餾水中滴加pH=2的0.05mol?L
-1K
2Cr
2O
7橙色溶液3滴,溶液變成淺橙色。
①補(bǔ)充實驗的目的是
排除水的稀釋對溶液顏色變化造成的影響
排除水的稀釋對溶液顏色變化造成的影響
。
②用化學(xué)平衡移動原理解釋ⅲ中現(xiàn)象:
Cr
2(橙色)+H
2O?2
(黃色)+2H
+,溶液中大量的
(或OH
-)與H
+結(jié)合導(dǎo)致溶液中c(H
+)下降,平衡正向移動,溶液顏色變黃
Cr
2(橙色)+H
2O?2
(黃色)+2H
+,溶液中大量的
(或OH
-)與H
+結(jié)合導(dǎo)致溶液中c(H
+)下降,平衡正向移動,溶液顏色變黃
。
③根據(jù)實驗ⅰ~ⅲ,可推測:Na
2SO
3溶液和鉻(Ⅵ)鹽溶液的反應(yīng)與溶液酸堿性有關(guān)。
a.堿性條件下,Na
2SO
3溶液和鉻(Ⅵ)鹽溶液不發(fā)生氧化還原反應(yīng);
b.
酸性條件下,Na2SO3溶液和鉻(VI)鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成Cr3+
酸性條件下,Na2SO3溶液和鉻(VI)鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成Cr3+
。
④向?qū)嶒灑K命S色溶液中繼續(xù)滴加硫酸,產(chǎn)生的現(xiàn)象證實了上述推測。該現(xiàn)象是
溶液變綠
溶液變綠
。
(3)為探究溶液酸性增強(qiáng)對Na
2SO
3溶液還原性或鉻(Ⅵ)鹽溶液氧化性的影響,該同學(xué)利用如圖裝置繼續(xù)實驗(已知電壓大小反映了物質(zhì)氧化還原性強(qiáng)弱的差異;物質(zhì)氧化性與還原性強(qiáng)弱差異越大,電壓越大)。
a.K閉合時,電壓為x。
b.向U型管左側(cè)溶液中滴加硫酸至pH=2后,電壓增大了y。
c.繼續(xù)向U型管右側(cè)溶液中滴加硫酸后,無氣體逸出,電壓幾乎不變。
①上述實驗說明:
溶液酸性增強(qiáng),鉻(VI)鹽溶液的氧化性增強(qiáng),Na2SO3溶液的還原性幾乎沒有變化
溶液酸性增強(qiáng),鉻(VI)鹽溶液的氧化性增強(qiáng),Na2SO3溶液的還原性幾乎沒有變化
。
②有同學(xué)認(rèn)為該實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn),理由是:
隨溶液酸性增強(qiáng),溶液中O2的氧化性增強(qiáng)
隨溶液酸性增強(qiáng),溶液中O2的氧化性增強(qiáng)
也會使電壓增大于是補(bǔ)做了一個實驗:U型管左管中盛放pH=8的0.1mol/LK
2SO
4溶液,右管盛放飽和Na
2SO
3溶液,閉合K記錄電壓;先向左管溶液中滴加硫酸至pH=2后,記錄電壓,測得電壓增大了z,z<y證明實驗結(jié)論不受影響。
【答案】Cr
2+3
+8H
+═2Cr
3++3
+4H
2O;排除水的稀釋對溶液顏色變化造成的影響;Cr
2(橙色)+H
2O?2
(黃色)+2H
+,溶液中大量的
(或OH
-)與H
+結(jié)合導(dǎo)致溶液中c(H
+)下降,平衡正向移動,溶液顏色變黃;酸性條件下,Na
2SO
3溶液和鉻(VI)鹽溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成Cr
3+;溶液變綠;溶液酸性增強(qiáng),鉻(VI)鹽溶液的氧化性增強(qiáng),Na
2SO
3溶液的還原性幾乎沒有變化;隨溶液酸性增強(qiáng),溶液中O
2的氧化性增強(qiáng)