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(duì)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。萃取:在分液漏斗中加溶液和萃取劑,右手堵住漏斗上口塞,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):
①將要萃取的溶液和萃取溶劑依次從上口倒入分液漏斗,其量不能超過漏斗容積的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。
、垤o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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(rùn)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(rùn)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(duì)嗎?為什么?
(6)Fe3+離子的檢驗(yàn)。
①向盛有少量試液的試管中,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。
、谙蚴⒂猩倭吭囈旱脑嚬苤,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?
、谌绻挥脷溲趸c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:
、儆(jì)算
、诜Q量或量取
、廴芙饣蛳♂(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)
⑤洗滌(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)
⑦定容(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)
⑧搖勻(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):
①容量瓶常用的規(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。
、谌萘科渴褂们氨仨殭z查是否漏水,查漏方法是往容量瓶?jī)?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(zhǎng)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(jī)?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、瓶口是磨口的,有少量溶液殘?。
④易水解的強(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(duì)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(zhǎng)。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铩磧艉笪锤稍。因?yàn)槲锤稍镉袧翊嫠挥绊懭苜|(zhì)質(zhì)量,對(duì)所配制的溶液濃度無影響。若用所配溶液潤(rùn)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?
⑦容量瓶定容時(shí),仰視液面讀數(shù)。因?yàn)檠鲆曇好,?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常現(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。
、輰⒔饘兮c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?
②如何鑒定明礬中的確有鋁離子存在?
、巯蚵然X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。
、芗饶芘c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(qǐng)小結(jié)之。并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
⑤氫氧化鋁具有兩性的本質(zhì)原因是因?yàn)榇嬖谒崾诫婋x和堿式電離,請(qǐng)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(qǐng)?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。
、軐(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?