- 氧化性、还原性强弱的比较
- 共1284题
某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
①检查气体发生装置A的气密性的操作是 。
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出: 。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因:
,
请设计简单实验证明上述解释: 。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因: 。
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为 。
正确答案
(1)①方法一:关闭活塞a,打开止水夹b,将长导管末端浸入水中,用手捂住圆底烧瓶,导管口有
泡;松开手后,有水进入导管,则气密性良好。
或:方法二:关闭止水夹b,打开活塞a,向分液漏斗中注水,若水不能顺利流下,则气密性良好。
②缺少尾气处理装置。
(2)Cl2>Br2>Fe3+
(3)①过量氯气和SCN –反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2,使SCN-浓度减小,则
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 平衡逆向移动而褪色。
取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则上述推测合理。(或取少量褪色后的溶液,滴加FeCl3溶液,若溶液不变红,则上述推测合理。(其它合理答案也得分)
② BrCl+H2O=HBrO+HCl反应只产生Cl-,不产生Br-。
③ BrCl+2KI=KCl+KBr+I2 写分步反应的方程式也可
试题分析:本题探究氧化性的强弱,用强制弱的原理进行相关的实验。这个实验的流程为制取氯气→收集(安全瓶)→净化氯气(除HCl)→然后进行实验。在两组实验中可以对比是先氧化Fe2+还是Br-。从而得到相关的结论。
类比是化学学习中常用的方法之一,已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO3)3,但当铁过量时,产物是Fe(NO3)2.某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生成FeCl3,当铁粉过量时产物是FeCl2.为验证此观点是否正确,该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃,取其表面生成物并分别编号为A、B,然后通过实验确定其成分.探究过程如下:
(1)提出假设:A是FeCl3,B是FeCl2.
(2)设计实验方案:分别取A、B的溶液均进行以下实验,但实验现象相同.请填写下表中的相应空格
(3)根据上述实验结论,写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式______.
(4)为进一步探究FeCl3溶液的性质,他又利用A溶液做了如下一些实验,其中明显错误的是______ (填写序号).
A.将A溶液滴入淀粉碘化钾溶液中,可得到蓝色液体,该液体能产生丁达尔现象
B.向A溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色加深
C.在A溶液中滴加NaOH浓溶液,出现红褐色沉淀
D.将A溶液加热蒸干并灼烧,得到FeCl3固体
(5)FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂,写出反应的离子方程式______.腐蚀后的废液中含有FeCl2、FeCl3、CuCl2,某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收Cu的方案:
方案1:向废液中加入过量的铁粉,充分反应后,过滤.在所得滤渣中加入足量的盐酸,充分反应后,再过滤即得到铜,该方案中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为:______.
方案2:在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1,用铜和石墨作电极进行电解,当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的Cu已全部析出.该方案中铜作______极,该电极上所发生的电极反应为 (若有多个电极反应,请全部写出)______.方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处,主要表现为:______.
正确答案
(2)A是FeCl3,B是FeCl2,分别向A、B溶液中加KSCN溶液,只有三价铁离子遇到硫氰酸根显红色,高锰酸钾具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为黄色的三价铁离子,
故答案为:溶液变红色;FeCl2;
(3)氯气和金属铁反应的产物是氯化铁,Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式为:2Fe+3Cl2FeCl3,故答案为:2Fe+3Cl2
FeCl3;
(4)A、碘离子具有还原性,可以和三价铁之间反应生成碘单质和亚铁离子,碘遇淀粉显蓝色,淀粉溶液是胶体,具有丁达尔现象,故A正确;
B、铁和三价铁之间反应生成亚铁离子,向A溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色不会加深,故B错误;
C、三价铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,故C正确;
D、三价铁离子易水解,将氯化铁溶液加热蒸干并灼烧,得到氧化铁固体,故D错误;
故选BD;
(5)三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子,在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,该反应能证明三价铁的氧化性强于铜离子,根据金属活动顺序表得出Cu2+>H+>Fe2+,电解时,阳极是活泼电极时,则金属电极会溶解,阴极上有少量气泡产生时,说明金属铜做阴极,按照氧化性顺序Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+,可以得出放电的离子以及电极反应为:Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,在阳极上放电的是氯离子,产生氯气,有毒,
故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+;阴;Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;产生污染性的气体氯气;使用了电解装置成本较高.
化学实验的微型化可有效地减少污染,实现化学实验绿色化的要求.某学生按下列操作做一个实验:在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1 mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴,每种液滴彼此分开,围成半径小于表面皿的圆形(如下图所示),在圆心处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体,向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸,再立即将表面皿盖好.(已知:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O)
(1)e处反应的离子方程式为______________,该反应中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________.
(2)b处的实验现象为__________________,d处的实验现象为__________________.
(3)c处反应的化学方程式为____________________,标准状况下,当有0.224 L Cl2被NaOH溶液吸收后,转移电子的物质的量为________ mol.
(4)通过该实验能否比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱?________(填“能”或“不能”),若能,其氧化性由强到弱的顺序是________.
正确答案
(1)2MnO4-+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O ;1∶5
(2)溶液由无色变为蓝色 ;溶液由无色变为红色
(3)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O ;0.01
(4)能 ;KMnO4>Cl2>FeCl3
(1)观察如下反应,总结规律,然后完成下列问题:
①Al(OH)3+H2OAl(OH)4- +H+ ②NH3+H2O
NH4++OH-
(A)已知B(OH)3是一元弱酸,试写出其电离方程式
(B)已知N2H4是二元弱碱,试写出其二步电离方程式
。
(2)将a mol Cl2通入含 b mol FeBr2的溶液中,若02+ +Cl2 = 2Fe3+ +2 Cl-,写出另2个可能发生的离子方程式。
①当1/2< a/b<3/2时 。
②当a/b≥3/2时 。
正确答案
(1)A、 B(OH)3+H2OB(OH)4-+H+
B、N2H4+H2O N2H5+ +OH- N2H5+ + H2O
N2H62+ +OH-
(2)①b Fe2++(2a-b)Br-+aCl2 =" b" Fe3++(a-b/2)Br2+2 aCl-
②2 Fe2++4Br-+3Cl2 = 2Fe3+ +2Br2+6Cl-
(1)A、B(OH)3是一元弱酸,所以根据①可知,电离方程式为B(OH)3+H2OB(OH)4-+H+。
B、N2H4是二元弱碱,则根据②可知,电离方程式为N2H4+H2O N2H5+ +OH-、N2H5+ + H2O
N2H62+ +OH-。
(2)由于亚铁离子的还原性强于溴离子的,所以氯气首先氧化亚铁离子。氧化亚铁离子需要b/2mol,全部氧化溴化亚铁需要3b/2mol,所以当1/2< a/b<3/2时,亚停止了全部被氧化,溴离子部分被氧化,方程式为b Fe2++(2a-b)Br-+aCl2 =" b" Fe3++(a-b/2)Br2+2 aCl-;当a/b≥3/2时,溴化亚铁全部被氧化,方程式为2 Fe2++4Br-+3Cl2 = 2Fe3+ +2Br2+6Cl-。
钠和铝是两种重要的金属.请回答:
(1)钠元素的还原性比铝的______(填“强”或“弱”);常温下,可用______(填元素符号)制成的容器储运浓硫酸或浓硝酸.
(2)将一小块金属钠投入水中,可观察到的实验现象是______(填序号).
a.钠沉到水底 b.钠熔成小球 c.小球四处游动 d.有嘶嘶的响声
发生反应的离子化学方程式为______;
(3)铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为______.
正确答案
(1)同一周期中,金属的金属性随着原子序数的增大而减小,金属的金属性越强,其还原性越强,所以钠的还原性比铝强,常温下,铝或铁易和浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象而阻止进一步反应,所以可以用铁或铝制容器运输浓硫酸或浓硝酸,故答案为:强;Al;
(2)钠的密度小于水的密度,所以钠能浮在水面上,钠的熔点较低,能和水剧烈反应生成氢气,所以在水中,钠能熔成小球,且四处游动,并发出嘶嘶的响声,发生的离子反应方程式为:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,
故答案为:bcd;2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑;
(3)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子反应方程式为:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑.
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