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为探究化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学对Na2SO3溶液和铬(Ⅵ)盐溶液的反应规律进行研究,并进行如下实验:
已知:①Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O⇌2
C
r
O
2
-
4
(黄色)+2H+
②铬(Ⅵ)盐即六价的铬盐,被还原生成Cr3+(绿色)
(1)进行实验ⅰ和ⅱ:
序号 操作 现象
i 向2mLpH=2的0.05mol•L-1K2Cr2O7橙色溶液中滴加饱和Na2SO3溶液(pH约为9)3滴 溶液变绿色(含Cr3+
ii 向2mLpH=8的0.1mol•L-1K2CrO4黄色溶液中滴加饱和Na2SO3溶液3滴 溶液没有明显变化
用离子方程式解释ⅰ中现象:
Cr2
O
2
-
7
+3
SO
2
-
3
+8H+═2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O
Cr2
O
2
-
7
+3
SO
2
-
3
+8H+═2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O

(2)继续进行实验ⅲ:
序号 操作 现象
向2mL饱和Na2SO3溶液中滴加pH=2的0.05mol•L-1K2Cr2O7橙色溶液3滴 溶液变黄色
为了说明产生上述现象的原因,补充实验:
向2mL蒸馏水中滴加pH=2的0.05mol•L-1K2Cr2O7橙色溶液3滴,溶液变成浅橙色。
①补充实验的目的是
排除水的稀释对溶液颜色变化造成的影响
排除水的稀释对溶液颜色变化造成的影响

②用化学平衡移动原理解释ⅲ中现象:
Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O⇌2
C
r
O
2
-
4
(黄色)+2H+,溶液中大量的
SO
2
-
3
(或OH-)与H+结合导致溶液中c(H+)下降,平衡正向移动,溶液颜色变黄
Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O⇌2
C
r
O
2
-
4
(黄色)+2H+,溶液中大量的
SO
2
-
3
(或OH-)与H+结合导致溶液中c(H+)下降,平衡正向移动,溶液颜色变黄

③根据实验ⅰ~ⅲ,可推测:Na2SO3溶液和铬(Ⅵ)盐溶液的反应与溶液酸碱性有关。
a.碱性条件下,Na2SO3溶液和铬(Ⅵ)盐溶液不发生氧化还原反应;
b.
酸性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液发生氧化还原反应,生成Cr3+
酸性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液发生氧化还原反应,生成Cr3+

④向实验ⅲ所得黄色溶液中继续滴加硫酸,产生的现象证实了上述推测。该现象是
溶液变绿
溶液变绿

(3)为探究溶液酸性增强对Na2SO3溶液还原性或铬(Ⅵ)盐溶液氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验(已知电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大)。
a.K闭合时,电压为x。
b.向U型管左侧溶液中滴加硫酸至pH=2后,电压增大了y。
c.继续向U型管右侧溶液中滴加硫酸后,无气体逸出,电压几乎不变。
①上述实验说明:
溶液酸性增强,铬(VI)盐溶液的氧化性增强,Na2SO3溶液的还原性几乎没有变化
溶液酸性增强,铬(VI)盐溶液的氧化性增强,Na2SO3溶液的还原性几乎没有变化

②有同学认为该实验不够严谨,理由是:
随溶液酸性增强,溶液中O2的氧化性增强
随溶液酸性增强,溶液中O2的氧化性增强
也会使电压增大于是补做了一个实验:U型管左管中盛放pH=8的0.1mol/LK2SO4溶液,右管盛放饱和Na2SO3溶液,闭合K记录电压;先向左管溶液中滴加硫酸至pH=2后,记录电压,测得电压增大了z,z<y证明实验结论不受影响。

【答案】Cr2
O
2
-
7
+3
SO
2
-
3
+8H+═2Cr3++3
SO
2
-
4
+4H2O;排除水的稀释对溶液颜色变化造成的影响;Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O⇌2
C
r
O
2
-
4
(黄色)+2H+,溶液中大量的
SO
2
-
3
(或OH-)与H+结合导致溶液中c(H+)下降,平衡正向移动,溶液颜色变黄;酸性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液发生氧化还原反应,生成Cr3+;溶液变绿;溶液酸性增强,铬(VI)盐溶液的氧化性增强,Na2SO3溶液的还原性几乎没有变化;随溶液酸性增强,溶液中O2的氧化性增强
【解答】
【点评】
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发布:2024/10/2 9:0:1组卷:14引用:1难度:0.6
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  • 1.如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
    (1)在组装好装置后,若要检验A~D装置的气密性,其操作是首先
     
    ,然后往D中装入水,然后微热A,观察到D中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,D中导管有水柱形成且高度保持不变,说明装置气密性良好。
    (2)装置D中盛放NaOH溶液的作用是
     

    (3)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F、G中,能说明I-还原性弱于SO2的现象为
     
    ;发生反应的离子方程式是
     

    (4)为了验证E中SO2与FeCl3发生了氧化还原反应,设计了如下实验:取E中的溶液,往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应。上述方案是否合理?
     
    (填“合理”或“不合理”),原因是
     

    (5)实验过程中G中含酚酞的NaOH溶液逐渐褪色,此实验证明SO2具有漂白性还是其溶于水显酸性?请设计实验验证:
     

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:27引用:2难度:0.5
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    Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:
     
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    与盐酸反应产生的气体最多。(填元素符号)
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    Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
    (1)仪器A的名称为
     

    (2)实验室中现有药品:①稀盐酸 ②稀硝酸 ③Na2SiO3溶液 ④Na2CO3固体,请选择合适药品设计实验验证 N、C、Si的非金属性的变化规律;装置A、B中所装药品分别为
     
     
    。(填序号)但有同学认为该装置有缺陷,如何改进?
     

    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:19引用:2难度:0.5
  • 3.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用图装置进行有关实验.请回答下列问题:
    (1)装置A中发生的化学反应的化学方程式为
     

    (2)装置B 的作用是贮存多余的气体,B中广口瓶内应盛放的液体是
     
    (填序号)
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    (4)装置D中试管口塞一团棉花,棉花中应浸有一种液体,这种液体是
     

    (5)实验完毕,待A中烧瓶内液体冷却后,过滤,向滤液中加入少量的蒸馏水稀释,溶液为蓝色.为了证明蓝色只与Cu2+有关,而与其它离子无关,某同学设计了下列实验,其中对实验目的没有意义的是
     
    (填序号)
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    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:13引用:2难度:0.7
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