文獻(xiàn)表明:相同條件下,草酸根(C2O42-)的還原性強(qiáng)于Fe2+.為檢驗(yàn)這一結(jié)論,完成如下實(shí)驗(yàn)。
資料:i.草酸(H2C2O4)為二元弱酸。
ii.三水三草酸合鐵酸鉀[K3Fe(C2O4)3?3H2O]為翠綠色晶體,光照易分解。其水溶液中存在:
[Fe(C2O4)3]3-?Fe3++3C2O42- K=6.3×10-21
iii.FeC2O4-2H2O為黃色固體,微溶于水,可溶于強(qiáng)酸。
【實(shí)驗(yàn)1】通過(guò)Fe3+和C2O42-在溶液中的反應(yīng)比較Fe2+和C2O42-的還原性強(qiáng)弱。
操作 | 現(xiàn)象 |
在避光處,向10mL 0.5mol?L-1FeCl3溶液中緩慢加入0.5mol?L-1K2C2O4溶液至過(guò)量,攪拌,充分反應(yīng)后,冰水浴冷卻,過(guò)濾 | 得到翠綠色溶液和翠綠色晶體 |
+3
+3
。(2)取實(shí)驗(yàn)1中少量晶體洗凈,配成溶液,滴加KSCN溶液,不變紅。繼續(xù)加入硫酸,溶液變紅,說(shuō)明晶體中含有+3價(jià)的鐵元素。加硫酸后溶液變紅的原因是
溶液中存在平衡)[Fe(C2O4)3]3-?Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,H+與C2O42-結(jié)合生成H2C2O4,使平衡正向進(jìn)行移動(dòng),c(Fe3+)增大,遇到KSCN溶液變紅色
溶液中存在平衡)[Fe(C2O4)3]3-?Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,H+與C2O42-結(jié)合生成H2C2O4,使平衡正向進(jìn)行移動(dòng),c(Fe3+)增大,遇到KSCN溶液變紅色
。(3)經(jīng)檢驗(yàn),翠綠色晶體為K3Fe(C2O4)3?3H2O設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),確認(rèn)實(shí)驗(yàn)1中沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的操作和現(xiàn)象是
取少量實(shí)驗(yàn)1中的翠綠色溶液滴加K3[Fe(CN)6]不出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
取少量實(shí)驗(yàn)1中的翠綠色溶液滴加K3[Fe(CN)6]不出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
。實(shí)驗(yàn)1中未發(fā)生氧化還原反應(yīng)的原因是 Fe3+和C2O42-形成穩(wěn)定的[Fe(C2O4)3]3-,離子濃度減小,鐵離子的氧化性和草酸根離子的還原性減弱;
Fe3+和C2O42-形成穩(wěn)定的[Fe(C2O4)3]3-,離子濃度減小,鐵離子的氧化性和草酸根離子的還原性減弱;
。(4)取實(shí)驗(yàn)1中的翠綠色溶液光照一段時(shí)間,產(chǎn)生黃色渾濁且有氣泡產(chǎn)生。補(bǔ)全反應(yīng)的離子方程式:
2
2
[Fe(C2O4)3]3-+4
4
H2O光照
2
2
FeC2O4?2H2O↓+3C2O42-
3C2O42-
+2CO2↑
2CO2↑
【實(shí)驗(yàn)2]通過(guò)比較H2O2與Fe2+、C2O42-反應(yīng)的難易,判斷二者還原性的強(qiáng)弱。
步驟 | 操作 | 現(xiàn)象 |
Ⅰ | 向1mL 0.5mol?L-1FeSO4溶液中加入1mL 0.5mol?L-1K2C2O4溶液,過(guò)濾 | 立即產(chǎn)生黃色沉淀 |
Ⅱ | 洗滌Ⅰ中的黃色沉淀,向其中加入過(guò)量的6%H2O2溶液,振蕩,靜置 | 劇烈放熱,產(chǎn)生大量的紅褐色沉淀和無(wú)色氣體 |
Ⅲ | 待充分反應(yīng)后,向其中加入稀硫酸,調(diào)節(jié)pH約為4 | 得到翠綠色溶液 |
Ⅱ中產(chǎn)生大量紅褐色沉淀或Ⅲ中得到翠綠色溶液
Ⅱ中產(chǎn)生大量紅褐色沉淀或Ⅲ中得到翠綠色溶液
。(6)以上現(xiàn)象能否說(shuō)明C2O42-沒(méi)有被氧化。請(qǐng)判斷并說(shuō)明理由:
不能說(shuō)明,有+4價(jià)碳的化合物生成,才能說(shuō)明草酸根離子被氧化,以上現(xiàn)象無(wú)法判斷是否生成了+4價(jià)碳的化合物,不能說(shuō)明草酸根離子沒(méi)有被氧化
不能說(shuō)明,有+4價(jià)碳的化合物生成,才能說(shuō)明草酸根離子被氧化,以上現(xiàn)象無(wú)法判斷是否生成了+4價(jià)碳的化合物,不能說(shuō)明草酸根離子沒(méi)有被氧化
(7)用FeCl3溶液、K2C2O4溶液和其他試劑,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案比較Fe2+和C2O42-的還原性 強(qiáng)弱。畫出裝置圖并描述預(yù)期現(xiàn)象:
連接好后電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),電池工作一段時(shí)間后,取左側(cè)燒杯中的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀
連接好后電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),電池工作一段時(shí)間后,取左側(cè)燒杯中的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀
。【考點(diǎn)】性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì).
【答案】+3;溶液中存在平衡)[Fe(C2O4)3]3-?Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,H+與C2O42-結(jié)合生成H2C2O4,使平衡正向進(jìn)行移動(dòng),c(Fe3+)增大,遇到KSCN溶液變紅色;取少量實(shí)驗(yàn)1中的翠綠色溶液滴加K3[Fe(CN)6]不出現(xiàn)藍(lán)色沉淀;Fe3+和C2O42-形成穩(wěn)定的[Fe(C2O4)3]3-,離子濃度減小,鐵離子的氧化性和草酸根離子的還原性減弱;;2;4;2;3C2O42-;2CO2↑;Ⅱ中產(chǎn)生大量紅褐色沉淀或Ⅲ中得到翠綠色溶液;不能說(shuō)明,有+4價(jià)碳的化合物生成,才能說(shuō)明草酸根離子被氧化,以上現(xiàn)象無(wú)法判斷是否生成了+4價(jià)碳的化合物,不能說(shuō)明草酸根離子沒(méi)有被氧化;連接好后電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),電池工作一段時(shí)間后,取左側(cè)燒杯中的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:105引用:3難度:0.6
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