某小组同学用图1装置研究去除Cl2的方法,并探究不锈钢制的注射器针头出现异常现象的原因。
I.研究去除Cl2的方法
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实验序号 | 注射器中试剂X | 实验现象 | |
瓶内液面上方 | 3分钟时不锈钢针头 | |||
i | 2mLNaOH溶液 | 无色 | 无明显变化 | |
ii | 2mL水 | 黄绿色略变浅 | 表面附着黄色物质 |
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
。(2)取实验ii中针头表面黄色物质,加水溶解,滴加少量KSCN溶液,观察到
溶液变为红色
溶液变为红色
,证明针头中Fe被氧化为Fe3+。II.探究不锈钢针头出现黄色物质的原因
小组同学提出了如下3种假设。
假设1:Fe被干燥的Cl2氧化为Fe3+;
假设2:Fe被氯水中的HClO氧化为Fe3+;
假设3:Fe被氯水中的H+氧化为Fe2+,。
(3)补全假设3:
随后Fe2+被HClO氧化为Fe3+
随后Fe2+被HClO氧化为Fe3+
。(4)小组同学用图1装置进行实验iii证明假设1不成立。实验iii的操作及现象为
不向图1盛有氯气的集气瓶中注入任何试剂(或向图1盛有氯气的集气瓶中注入2mL浓硫酸),观察到不锈钢针头无明显变化
不向图1盛有氯气的集气瓶中注入任何试剂(或向图1盛有氯气的集气瓶中注入2mL浓硫酸),观察到不锈钢针头无明显变化
。(5)小组同学进行实验iv,验证假设2和假设3。
实验iv:分别向pH相同的盐酸和氯水中加入足量的铁粉,记录反应过程中溶液pH的变化,如图2所示。
已知:pH相同的溶液中,c(H+)相同;pH越大,c(H+)越小。

①补全假设2中反应的离子方程式:
2
2
Fe+3
3
HClO+3H+
3H+
═2Fe3+
2Fe3+
+3Cl-
3Cl-
+3H2O
3H2O
。②根据图2数据推测假设2可能成立,理由是
过量铁粉与盐酸反应,pH变大,而与氯水反应,反应时间较长,pH变化较小,符合图象表述,故假设2成立
过量铁粉与盐酸反应,pH变大,而与氯水反应,反应时间较长,pH变化较小,符合图象表述,故假设2成立
。【答案】Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;溶液变为红色;随后Fe2+被HClO氧化为Fe3+;不向图1盛有氯气的集气瓶中注入任何试剂(或向图1盛有氯气的集气瓶中注入2mL浓硫酸),观察到不锈钢针头无明显变化;2;3;3H+;2Fe3+;3Cl-;3H2O;过量铁粉与盐酸反应,pH变大,而与氯水反应,反应时间较长,pH变化较小,符合图象表述,故假设2成立
【解答】
【点评】
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