某小組同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)室中制備FeSO4并進(jìn)行性質(zhì)探究。
Ⅰ.FeSO4的制備:用活性鐵粉與硫酸反應(yīng)制備FeSO4。
(1)寫出制備反應(yīng)的離子方程式:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe+2H+=Fe2++H2↑
。
(2)在制備過程中應(yīng)確保鐵粉過量,結(jié)合化學(xué)用語解釋原因:鐵粉可以發(fā)生歸中反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+防止被氧化
鐵粉可以發(fā)生歸中反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+防止被氧化
。
Ⅱ.性質(zhì)探究:將得到的FeSO4晶體配成溶液后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
序號(hào) |
操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)i |
|
滴入硝酸后,溶液變?yōu)榧t色,一段時(shí)間后,溶液褪為無色。 |
(3)依據(jù)“溶液變?yōu)榧t色”的現(xiàn)象推斷Fe
2+被氧化,推斷理由是
3SCN-+13NO3-+10H+=3SO42-+3CO2↑+16NO↑+5H2O
3SCN-+13NO3-+10H+=3SO42-+3CO2↑+16NO↑+5H2O
。
(4)針對(duì)溶液褪色的現(xiàn)象進(jìn)行探究。預(yù)測(cè)可能原因是硝酸將SCN
-氧化(其中C元素為+4價(jià)),為驗(yàn)證預(yù)測(cè),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)ii:
序號(hào) |
操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)ⅱ |
取少量反應(yīng)結(jié)束后的溶液滴加氯化鋇溶液 |
產(chǎn)生白色沉淀 |
補(bǔ)全反應(yīng):3SCN
-+13NO
3-+
10H+
10H+
═
3SO42-
3SO42-
+3CO
2↑+16NO↑+
5H2O
5H2O
。
(5)
開展進(jìn)一步研究,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)ⅲ、ⅳ。
序號(hào) |
操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)ⅲ |
|
滴入FeSO4后,溶液變?yōu)榧t色,靜置,t1時(shí)刻后溶液紅色恰好褪去。 |
實(shí)驗(yàn)ⅳ |
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滴入FeSO4后,溶液變?yōu)榧t色,靜置,在小于t1時(shí)刻后溶液紅色恰好褪去 滴入FeSO4后,溶液變?yōu)榧t色,靜置,在小于t1時(shí)刻后溶液紅色恰好褪去
|
①某同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)ⅲ的現(xiàn)象得出結(jié)論:該條件下,HNO
3氧化Fe
2+的速率比氧化SCN
-的速率快,該結(jié)論是否合理,請(qǐng)說明理由
溶液首先變?yōu)榧t色,隨后褪色,說明亞鐵離子首先被氧化
溶液首先變?yōu)榧t色,隨后褪色,說明亞鐵離子首先被氧化
。
②對(duì)比實(shí)驗(yàn)ⅲ、ⅳ現(xiàn)象得出結(jié)論:該條件下,在t
1時(shí)刻內(nèi),HNO
3濃度降低后,仍可氧化Fe
2+,但不能氧化SCN
-。實(shí)驗(yàn)ⅳ的現(xiàn)象是
滴入FeSO4后,溶液變?yōu)榧t色,靜置,t1時(shí)刻后溶液紅色未褪去
滴入FeSO4后,溶液變?yōu)榧t色,靜置,t1時(shí)刻后溶液紅色未褪去
。
Ⅲ.產(chǎn)品評(píng)價(jià):選擇氧化還原滴定法來測(cè)定所得FeSO
4?7H
2O晶體中Fe
2+的含量。
(6)稱量xg制得的樣品,加水溶解,并加入稀H
2SO
4酸化;用ymol/LKMnO
4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO
4溶液zmL。滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤簳r(shí),溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色,且30s內(nèi)不褪去
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤簳r(shí),溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色,且30s內(nèi)不褪去
。Fe
2+的含量為
。
【答案】Fe+2H
+=Fe
2++H
2↑;鐵粉可以發(fā)生歸中反應(yīng)Fe+2Fe
3+=3Fe
2+防止被氧化;3SCN
-+13NO
3-+10H
+=3SO
42-+3CO
2↑+16NO↑+5H
2O;10H
+;3SO
42-;5H
2O;滴入FeSO
4后,溶液變?yōu)榧t色,靜置,在小于t
1時(shí)刻后溶液紅色恰好褪去;溶液首先變?yōu)榧t色,隨后褪色,說明亞鐵離子首先被氧化;滴入FeSO
4后,溶液變?yōu)榧t色,靜置,t
1時(shí)刻后溶液紅色未褪去;當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤簳r(shí),溶液由淺綠色變?yōu)樽霞t色,且30s內(nèi)不褪去;