高中化學(xué):重要化學(xué)實(shí)驗(yàn),步驟及結(jié)論詳解一
2024-04-28 20:41:50網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
一.萃取與分液
分液是把兩種互不相溶、密度也不相同的液體分離開的方法。如油水混合物。萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法。選擇的萃取劑應(yīng)符合下列要求:與原溶液中的溶劑互不相溶;與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);對溶質(zhì)的溶解度要遠(yuǎn)大于原溶劑,并且溶劑易揮發(fā)。如從碘水中提取碘:碘水→萃取→分液→碘的四氯化碳溶液→蒸餾→碘。常用萃取劑:四氯化碳、苯、汽油、煤油等。
主要儀器:分液漏斗、燒杯
操作要點(diǎn):分液:讓分液漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁,打開分液漏斗上口玻璃塞,打開活塞,讓下層液體從分液漏斗下口流出到分界面,再關(guān)閉活塞,上層液體由上口倒入另一燒杯。萃。涸诜忠郝┒分屑尤芤汉洼腿沂侄伦÷┒飞峡谌,左手握活塞,倒轉(zhuǎn)用力振蕩,放氣,正立放鐵圈上靜置,待液體分層后進(jìn)行分液。
注意事項(xiàng):
、賹⒁腿〉娜芤汉洼腿∪軇┮来螐纳峡诘谷敕忠郝┒罚淞坎荒艹^漏斗容積的1/2,塞好塞子進(jìn)行振蕩。
、谡袷帟r(shí)右手捏住漏斗上口的頸部,并用食指根部壓緊塞子,以左手握住旋塞,同時(shí)用手指控制活塞,將漏斗倒轉(zhuǎn)過來用力振蕩。
③靜置分層后分液時(shí),下層液體從漏斗下口放出,上層液體從上口倒出。
問題:(1)為什么酒精、裂化汽油不能作為碘水的萃取劑?
(2)如何檢查分液漏斗是否漏液?分液漏斗為什么不宜盛放堿性液體?除了用于萃取與分液操作外,分液漏斗還有何用途?
(3)分液漏斗與長頸漏斗在使用上有何差別?分液漏斗與恒壓分液漏斗在使用上有何差別?
(4)溴、碘在水溶液和有機(jī)溶劑(苯或四氯化碳)中的顏色分別如何?
二.離子的檢驗(yàn)(Cl-、Ag+、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+)
(1)Cl-離子的檢驗(yàn)。
將少量的硝酸銀溶液滴入盛有少量待測液的試管中,振蕩,如果有白色沉淀生成,再加入少量的稀硝酸,如果沉淀不溶解,則證明Cl-離子的存在。
問題:如果不加稀硝酸,有白色沉淀生成,能證明一定存在Cl-離子嗎?為什么?
(2)Ag+離子的檢驗(yàn)。
將少量鹽酸或少量可溶性的鹽酸鹽溶液倒入盛有少量待測液的試管中,振蕩,如果有白色沉淀生成,再加入少量的稀硝酸,如果沉淀不溶解,則證明Ag+離子的存在。
(3)SO42-離子的檢驗(yàn)。
向盛有少量待測液的試管中,加入足量的稀鹽酸酸化,無現(xiàn)象,在滴入少量氯化鋇溶液,振蕩,如果有白色沉淀生成,則證明SO42-離子的存在。
問題:①向待測液中加入足量的稀鹽酸酸化,可以防止哪些離子的干擾?為什么?如果用稀硝酸酸化,又有哪些離子的干擾?為什么?如果用硝酸鋇溶液、稀硝酸為試劑,有白色沉淀生成,能證明一定存在SO42-離子嗎?為什么?
[提示:可以排除可能含有的CO32-、SO32-、PO43-或HPO42-、SiO32-、Ag+等離子的干擾。因?yàn)辂}酸酸化,可發(fā)生如下離子反應(yīng):CO32-+2H+==CO2↑+H2O、SO32-+2H+==SO2↑+H2O、PO43-+3H+==H3PO4、HPO42-+2H+==H3PO4(H3PO4和BaCl2在溶液中不發(fā)生反應(yīng))、SiO32-+2H+==H2SiO3↓、Ag++Cl-==AgCl↓。Ag+、SO32-、HSO3-等離子會(huì)干擾SO42-離子的檢驗(yàn)。因?yàn)锳g+與BaCl2溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng),SO32-或HSO3-的離子可被稀硝酸氧化成SO42-離子。]
、贐a(OH)2溶液能否替代BaCl2溶液?如果先滴加BaCl2溶液而后加足量稀鹽酸,能證明一定存在SO42-離子嗎?為什么?
(4)CO32-離子的檢驗(yàn)。
、賹⑸倭康柠}酸或硝酸加入盛有少量待測液的試管中,如果有無色無味的氣體放出,將此氣體通入盛有少量澄清石灰水的試管中,如果石灰水變渾濁,則證明原待測液中有CO32-離子的存在。
問題:這種檢驗(yàn)方法能證明一定存在CO32-離子嗎?為什么?
、趯⑸倭康穆然}(或氯化鋇、硝酸鋇、硝酸鈣)溶液加入盛有少量待測液的試管中,如果產(chǎn)生白色沉淀(排除HCO3-),再加入鹽酸產(chǎn)生無色無味氣體(排除SO32-),沉淀溶解,再將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水,變渾濁(通入過量渾濁消失),則證明原待測液中有CO32-離子的存在。
(5)NH4+離子的檢驗(yàn)。
向盛有少量試液的試管中,加入氫氧化鈉溶液,加熱,在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙,如果試紙變藍(lán),說明原溶液中有NH4+離子。
問題:向盛有少量試液的試管中,加入氫氧化鈉稀溶液,在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙,如果試紙不變藍(lán),說明原溶液中沒有NH4+離子。對嗎?為什么?
(6)Fe3+離子的檢驗(yàn)。
、傧蚴⒂猩倭吭囈旱脑嚬苤,加入氫氧化鈉溶液,如果生成紅褐色沉淀,說明原溶液中有Fe3+離子。
②向盛有少量試液的試管中,加入硫氰化鉀溶液,如果溶液呈血紅色,說明原溶液中有Fe3+離子。
問題:①如果向盛有少量FeCl2溶液的試管中,分別加入氫氧化鈉溶液、硫氰化鉀溶液可以觀察到何現(xiàn)象?無現(xiàn)象的,需要加入何試劑后,能得到與FeCl3溶液同樣的現(xiàn)象?
②如果不用氫氧化鈉溶液、硫氰化鉀溶液兩種試劑鑒別Fe3+和Fe2+離子,還可以利用哪些試劑鑒別Fe3+和Fe2+離子?
三.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①計(jì)算
、诜Q量或量取
③溶解或稀釋(待燒杯中溶液冷卻至室溫后再轉(zhuǎn)移到容量瓶中)
、苻D(zhuǎn)移(轉(zhuǎn)移時(shí)要用玻璃棒小心引流,不得將液體灑到容量瓶外;引流時(shí),玻璃棒下端應(yīng)靠在容量瓶刻度線以下的瓶頸內(nèi)壁上)
、菹礈(用少量蒸餾水洗滌燒杯及玻璃棒2-3次,洗滌液全部轉(zhuǎn)移至容量瓶)
、拚袷(將容量瓶振蕩,使溶質(zhì)與溶劑充分混勻)
、叨ㄈ(往容量瓶加蒸餾水至刻度線以下1-2cm時(shí),改用膠頭滴管逐滴加入,至溶液凹液最低點(diǎn)面恰好與刻度線相切)
、鄵u勻(蓋好瓶塞,上下顛倒、搖勻)
、嵫b瓶貼標(biāo)簽(標(biāo)簽上注明溶液名稱、濃度等)。
(2)實(shí)驗(yàn)儀器:
托盤天平(固體溶質(zhì)時(shí)使用)、量筒(濃溶液稀釋時(shí)使用)、燒杯、玻璃棒、容量瓶(應(yīng)注明規(guī)格)、膠頭滴管、藥匙。
(3)注意事項(xiàng):
、偃萘科砍S玫囊(guī)格:50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等規(guī)格,只有一個(gè)刻度線且標(biāo)有量程規(guī)格和使用溫度,只能配制瓶上規(guī)定容積的溶液。要根據(jù)所配溶液的體積,選取合適規(guī)格的容量瓶。若配制480mL或240mL的溶液,應(yīng)分別選用500mL或250mL的容量瓶。
②容量瓶使用前必須檢查是否漏水,查漏方法是往容量瓶內(nèi)加入一定量的水,塞好瓶塞,用食指頂住瓶塞,用另一只手的五指托住瓶底,把瓶倒立過來,若不漏水,將瓶正立,再把瓶塞倒轉(zhuǎn)180°后塞緊,再把瓶倒立過來,若不漏水,方可使用。
、廴萘科渴褂“八不”:不能用容量瓶進(jìn)行固體溶解或濃溶液稀釋;不能將容量瓶作為反應(yīng)器;不能用容量瓶長期存放溶液;不能直接往容量瓶倒液;不能不洗滌玻璃棒和燒杯;不能用手掌緊貼住瓶體操作(因?yàn)槠績?nèi)溶液受熱會(huì)發(fā)生體積的變化,使配制的溶液濃度不準(zhǔn)確);定容時(shí)加蒸餾水不能超過刻度線;讀數(shù)時(shí)不能仰視或俯視;搖勻后,如果液面降到刻度線下,不能向容量瓶中再加蒸餾水(因?yàn)槠咳⑵靠谑悄タ诘,有少量溶液殘?。
、芤姿獾膹(qiáng)酸弱堿鹽應(yīng)加少量相應(yīng)的酸;易氧化的物質(zhì)應(yīng)在使用前配制。
(4)誤差分析:
根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理:c=n/V=m/MV
誤差分析關(guān)鍵:①溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量或質(zhì)量②溶液的體積
以配制100mL1mol/LNaOH溶液為例,對以下能引起誤差的一些操作進(jìn)行判定,所配制的NaOH溶液濃度是偏高還是偏低或無影響?
、儆猛斜P天平稱量NaOH時(shí),如砝碼有污物或已銹蝕。因?yàn)轫来a有污物質(zhì)量會(huì)變大,致使稱量值偏大,則配制的溶液濃度偏高。若砝碼有殘缺,結(jié)果如何?
、谟猛斜P天平稱量NaOH時(shí),藥品與砝碼左右位置顛倒,又用了游碼。因物碼顛倒,使用了游碼,使得稱量值大于實(shí)際所稱取的NaOH質(zhì)量,則配制的溶液濃度偏低。若用天平稱量NaOH時(shí),物碼顛倒,但未用游碼,結(jié)果如何?
、塾猛斜P天平稱量NaOH時(shí),用濾紙稱量或稱量時(shí)間過長。由于用濾紙稱量,部分NaOH發(fā)生潮解,還會(huì)有少量的NaOH粘貼在濾紙上,甚至部分NaOH與空氣中的CO2反應(yīng)生成Na2CO3,得到Na2CO3和NaOH的混合物,造成NaOH損耗,則配制的溶液濃度偏低。若NaOH不純(如NaOH中混有少量Na2O)。結(jié)果如何?若NaOH不純(如含有其他不轉(zhuǎn)化為NaOH的雜質(zhì))。結(jié)果如何?若稱量NaOH的小燒杯,燒杯壁上有少量水珠。結(jié)果如何?
、芊Q好后的藥品放入燒杯時(shí),有少量撒在燒杯外。溶解攪拌時(shí)有部分液體濺出。轉(zhuǎn)移時(shí)有部分液體濺出。未洗滌燒杯和玻璃棒2~3次。洗滌液未注入容量瓶。由于這些操作均造成溶質(zhì)質(zhì)量減少,則配制的溶液濃度偏低。若配好的溶液裝入試劑瓶時(shí),不慎濺出部分溶液。結(jié)果如何?
、萑萘科肯磧艉笪锤稍。燒杯洗凈后未干燥。因?yàn)槲锤稍镉袧翊嫠,不影響溶質(zhì)質(zhì)量,對所配制的溶液濃度無影響。若用所配溶液潤洗容量瓶。結(jié)果如何?
⑥NaOH溶解后未冷卻至20℃,就開始轉(zhuǎn)移溶液注入容量瓶定容。由于熱溶液溫度較高其體積大于室溫時(shí)溶液的體積,溶液配制后恢復(fù)至室溫,造成所加蒸餾水偏少,則配制的溶液濃度偏高。若溶解過程是吸熱,未恢復(fù)到室溫。結(jié)果如何?
、呷萘科慷ㄈ輹r(shí),仰視液面讀數(shù)。因?yàn)檠鲆曇好妫瑫?huì)使液面比實(shí)際液面低,相當(dāng)于多加了蒸餾水,則配制的溶液濃度偏低。若容量瓶定容時(shí),俯視液面讀數(shù)。結(jié)果如何?若配制稀硫酸溶液,用量筒量取濃硫酸時(shí),仰視或俯視液面讀數(shù)。結(jié)果如何?
、喽ㄈ輹r(shí)加蒸餾水不小心超過刻度線,而用滴管從容量瓶中吸取部分溶液至刻度線。這是一種錯(cuò)誤操作,實(shí)驗(yàn)已失敗,應(yīng)該重新配制。因?yàn)槲〔糠秩芤汉,造成溶質(zhì)損耗,則配制的溶液濃度偏低。若搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度,再加蒸餾水至刻度線。由于容量瓶屬于“容納量”式的玻璃量器,定容完成后溶液的體積恰好為容量瓶的標(biāo)定容量,搖勻時(shí)少量的溶液沾在瓶塞或磨口處是正,F(xiàn)象,不用再加蒸餾水至刻度線,若再加會(huì)造成溶劑量偏大,則配制的溶液濃度偏低。
四.鈉的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)原理:金屬鈉的物理性質(zhì),金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)——還原性。
實(shí)驗(yàn)過程:(1)用鑷子取一小塊金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油,置于濾紙上。用小刀切去一端的表層,迅速讓學(xué)生觀察切面的顏色。
(2)向一只盛有水的培養(yǎng)皿中滴加幾滴酚酞溶液,然后把切去表層的小塊(約綠豆粒般大小)金屬鈉投入水中,觀察反應(yīng)的現(xiàn)象和溶液顏色的變化。
(3)將切好的金屬鈉一小塊放在石棉網(wǎng)上加熱,使其與氧氣反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:(1)鈉沉于煤油的底部。(說明鈉的密度怎樣呢?為什么鈉要保存在煤油中呢?鈉的密度比煤油大,保存在煤油中可以隔絕空氣和水。)鈉很容易用小刀切開。(說明鈉的質(zhì)地怎么樣?軟/硬?鈉是銀白色固體、質(zhì)軟)鈉的切面迅速從光亮的銀白色變暗了,失去了金屬光澤。(鈉露置在空氣中很快就會(huì)被空氣中的氧氣氧化生成Na2O:4Na+O2==2Na2O。)
(2)鈉浮在水面上。(說明鈉的密度小于水)鈉熔化成小球。(說明反應(yīng)放熱,鈉的熔點(diǎn)低)鈉在水面上會(huì)游動(dòng)。(說明鈉與水接觸部位發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生了氣體,氣體推動(dòng)小球迅速游動(dòng)。由于氣體、小球、水相互撞擊而發(fā)出嘶嘶聲)鈉逐漸消失。(說明反應(yīng)劇烈,速率很快)加入酚酞的水溶液會(huì)變紅。(說明反應(yīng)生成了堿,鈉與水的反應(yīng)2Na+2H2O==2NaOH+H2↑)
(3)鈉在空氣中加熱會(huì)劇烈燃燒,發(fā)出明亮的黃色火焰,得到淡黃色的產(chǎn)物。(2Na+O2Na2O2)
問題:①未用完的鈉要及時(shí)放回原試劑瓶,為什么?
、谌∮免c要用鑷子,不要用手直接接觸,為什么?
、郾容^鈉在常溫下、加熱條件下分別與氧氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物。鈉的兩種氧化物有何相似的化學(xué)性質(zhì)?寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
、鼙容^等量且大小形狀均相同的金屬鈉分別與水、鹽酸、乙醇、氯化銨溶液中反應(yīng),觀察到的現(xiàn)象有何不同?為什么?寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
⑤將金屬鈉分別投入到CuSO4、MgCl2、FeCl3、AlCl3、Ca(HCO3)2等溶液中,觀察到的現(xiàn)象是什么?寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
⑥為什么鈉能把四氯化鈦中鈦置換出來,而不能把CuSO4溶液中Cu置換出來呢?
五.氫氧化鋁的兩性
實(shí)驗(yàn)原理:氫氧化鋁為兩性氫氧化物,能與強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水,又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水。
實(shí)驗(yàn)過程:在一支大試管中放入一定量的0.5mol/L硫酸鋁溶液,滴加氨水直到不再產(chǎn)生沉淀為止。將沉淀分成兩份:一份滴加鹽酸,一份滴加氫氧化鈉溶液,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:硫酸鋁溶液與足量氨水反應(yīng)產(chǎn)生白色膠狀沉淀。
[說明氫氧化鋁不溶于弱堿氨水,Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4]
一份氫氧化鋁沉淀中加入鹽酸,觀察到白色沉淀逐漸溶解直至消失。
[說明氫氧化鋁具有堿性,可與強(qiáng)酸發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水,
Al(OH3+3HCl==AlCl3+3H2O]
一份沉淀中加入氫氧化鈉溶液,觀察到白色沉淀逐漸溶解直至消失。
{說明氫氧化鋁具有酸性,可與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水,
Al(OH)3+NaOH==Na[Al(OH)4]}
問題:①實(shí)驗(yàn)室中制備氫氧化鋁時(shí),一般不用氫氧化鈉等強(qiáng)堿代替氨水與鋁鹽反應(yīng),為什么?實(shí)驗(yàn)室中制備氫氧化鋁時(shí),一般不用鹽酸等強(qiáng)酸代替二氧化碳與四羥基合鋁酸鹽溶液反應(yīng),為什么?
、谌绾舞b定明礬中的確有鋁離子存在?
③向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液的現(xiàn)象與向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液的現(xiàn)象有何不同?為什么?用離子方程式表示原因。若四羥基合鋁酸鹽溶液與鹽酸滴加順序不同,現(xiàn)象會(huì)不同嗎?為什么?用離子方程式表示原因。若氯化鋁溶液與四羥基合鋁酸鹽溶液滴加順序不同,現(xiàn)象會(huì)不同嗎?為什么?用離子方程式表示原因。
④既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的常見物質(zhì)有哪些?請小結(jié)之。并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
、輾溲趸X具有兩性的本質(zhì)原因是因?yàn)榇嬖谒崾诫婋x和堿式電離,請結(jié)合電離平衡移動(dòng)的原理解釋氫氧化鋁的兩性。
、掬X土礦的主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì),請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案從鋁土礦中提取純凈的氧化鋁。并寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
六.鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化
實(shí)驗(yàn)原理:Fe的還原性、Fe3+的氧化性、Fe2+既有還原性又有氧化性;Fe、Fe3+、Fe2+之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)(1):探究Fe具有還原性,并實(shí)現(xiàn)“Fe→Fe2+與Fe→Fe3+”的轉(zhuǎn)化。
實(shí)驗(yàn)操作:在三只試管中,分別倒入約5ml的稀硫酸、5ml的硫酸銅溶液、5ml的稀硝酸,各加入少量的鐵粉,并振蕩試管,觀察試管內(nèi)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:盛稀硫酸的試管中,有氣泡生成,溶液呈淺綠色,鐵粉不斷溶解。盛硫酸銅溶液的試管中,有紅色物質(zhì)生成,溶液藍(lán)色變淺,鐵粉不斷溶解。盛稀硝酸的試管中,有氣泡生成,溶液呈黃色,鐵粉不斷溶解。說明Fe具有還原性,F(xiàn)e遇稀硫酸或硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵,F(xiàn)e遇稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵。有關(guān)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式:
Fe+2H+==Fe2++H2↑;Fe+Cu2+==Fe2++Cu;
Fe+4H++NO3-==Fe3++NO↑+2H2O
轉(zhuǎn)化規(guī)律:Fe與弱氧化劑(如Cu2+、Ag+、S、I2、非氧化性酸等)反應(yīng)時(shí)生成+2價(jià)的鐵的化合物。Fe與強(qiáng)氧化劑(如Cl2、F2、Br2、稀HNO3、熱濃HNO3、熱濃H2SO4等)反應(yīng)時(shí)生成+3價(jià)的化合物。
實(shí)驗(yàn)(2):探究Fe3+具有氧化性,并實(shí)現(xiàn)“Fe3+→Fe2+”的轉(zhuǎn)化。
實(shí)驗(yàn)操作:在三只試管中,分別盛有少量FeCl3溶液,然后分別加入少量鐵粉、銅片、KI溶液及CCl4,振蕩試管,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:加入鐵粉的試管中,溶液從黃色變?yōu)闇\綠色,鐵粉不斷溶解。加入銅片的試管中,溶液從黃色變?yōu)樗{(lán)綠色,銅片不斷溶解。加入KI溶液及CCl4的試管中,溶液分層,CCl4層呈紫紅色。說明Fe3+具有氧化性,F(xiàn)e3+遇較強(qiáng)還原劑時(shí),可轉(zhuǎn)化為Fe2+。有關(guān)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式:
2Fe3++Fe==3Fe2+;2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+;2Fe3++2I-==I2+2Fe2+
轉(zhuǎn)化規(guī)律:還原性比亞鐵離子強(qiáng)的還原劑都能實(shí)現(xiàn)“Fe3+→Fe2+”的轉(zhuǎn)化。如:Zn、Fe、Cu等金屬單質(zhì);S2-、H2S、SO2、H2SO3、亞硫酸鹽、I-、HI等還原劑。+3價(jià)鐵的固體化合物在高溫下與H2、CO、碳、鋁等還原劑起反應(yīng)時(shí),被還原成單質(zhì)鐵。
實(shí)驗(yàn)(3):探究Fe2+既有還原性又有氧化性,并實(shí)現(xiàn)“Fe2+→Fe3+與Fe2+→Fe”的轉(zhuǎn)化。
實(shí)驗(yàn)操作:向盛有FeSO4溶液的試管中,滴加KSCN溶液,溶液不顯紅色,再向試管中滴加幾滴新制的氯水(或雙氧水),并振蕩試管,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
向盛有FeSO4溶液的試管中,加入鋅片,并振蕩試管,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:往FeSO4溶液中加氯水(或雙氧水),溶液呈血紅色。說明Fe2+具有還原性,F(xiàn)e2+可被強(qiáng)氧化劑氧化成Fe3+。往FeSO4溶液中加鋅片,鋅片不斷溶解,溶液從淺綠色變?yōu)闊o色,有黑色固體生成。說明Fe2+具有氧化性,F(xiàn)e2+可被強(qiáng)還原劑還原成Fe。有關(guān)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式:
2Fe2++Cl2==2Cl-+2Fe3+;Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3;
2Fe2++H2O2+2H+==2H2O+2Fe3+;Fe2++Zn==Fe+Zn2+
轉(zhuǎn)化規(guī)律:氧化性比鐵離子強(qiáng)的氧化劑都能實(shí)現(xiàn)“Fe2+→Fe3+”的轉(zhuǎn)化,F(xiàn)e2+在轉(zhuǎn)化中顯還原性。如:Cl2、Br2、O2等非金屬單質(zhì);稀HNO3、濃HNO3、濃H2SO4等氧化性酸;KMnO4、K2Cr2O7、H2O2、Na2O2等其他氧化劑。+2價(jià)鐵的化合物溶液與Mg、Al、Zn強(qiáng)還原劑或+2價(jià)鐵的固體化合物在高溫下與H2、CO、碳、鋁等起反應(yīng)時(shí),被還原成單質(zhì)鐵,反應(yīng)中+2價(jià)鐵的化合物顯氧化性。
問題:①用FeSO4溶液和NaOH溶液制取Fe(OH)2時(shí),為什么滴管可以伸入到液面以下?為什么制備FeSO4溶液要用煮沸過的蒸餾水?為什么要用新煮沸過的NaOH溶液?(均是為了防止空氣中的O2將Fe2+氧化成Fe3+。)
、贔e2+既不能在堿性條件下穩(wěn)定存在,也不能在空氣中穩(wěn)定存在的,那么在酸性和中性兩種情況下,F(xiàn)eSO4溶液被氧氣O2氧化的離子方程式如何書寫?
(酸性條件下:4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O;中性條件下:12Fe2++3O2+6H2O==8Fe3++4Fe(OH)3↓)
、廴绾纬eCl3溶液中的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中的FeCl3?寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
④實(shí)驗(yàn)室中如何保存FeSO4溶液?如何鑒別FeCl2溶液與FeCl3溶液?
、菰贔eBr2溶液中分別通入足量Cl2、少量Cl2時(shí),離子方程式如何書寫?若向FeI2溶液中通入少量Cl2時(shí),離子方程式又是如何書寫?
、拊贔eCl3和CuCl2的混合液中,加入一定量的Fe粉,完全反應(yīng)后,溶液中一定有的金屬陽離子是什么?如果反應(yīng)后有固體剩余,則溶液中一定沒有的離子是什么?一定有的金屬陽離子是什么?如果反應(yīng)后剩余的固體只有Cu,則溶液一定沒有的離子是什么?一定有的金屬陽離子是什么?可能有的金屬陽離子是什么?如果反應(yīng)后剩余的固體為Fe和Cu,則溶液中一定沒有的離子是什么?一定有的金屬陽離子是什么?