文献表明:相同条件下,草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+.为检验这一结论,完成如下实验。
资料:i.草酸(H2C2O4)为二元弱酸。
ii.三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3•3H2O]为翠绿色晶体,光照易分解。其水溶液中存在:
[Fe(C2O4)3]3-⇌Fe3++3C2O42- K=6.3×10-21
iii.FeC2O4-2H2O为黄色固体,微溶于水,可溶于强酸。
【实验1】通过Fe3+和C2O42-在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。
操作 | 现象 |
在避光处,向10mL 0.5mol•L-1FeCl3溶液中缓慢加入0.5mol•L-1K2C2O4溶液至过量,搅拌,充分反应后,冰水浴冷却,过滤 | 得到翠绿色溶液和翠绿色晶体 |
+3
+3
。(2)取实验1中少量晶体洗净,配成溶液,滴加KSCN溶液,不变红。继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是
溶液中存在平衡)[Fe(C2O4)3]3-⇌Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,H+与C2O42-结合生成H2C2O4,使平衡正向进行移动,c(Fe3+)增大,遇到KSCN溶液变红色
溶液中存在平衡)[Fe(C2O4)3]3-⇌Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,H+与C2O42-结合生成H2C2O4,使平衡正向进行移动,c(Fe3+)增大,遇到KSCN溶液变红色
。(3)经检验,翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3•3H2O设计实验,确认实验1中没有发生氧化还原反应的操作和现象是
取少量实验1中的翠绿色溶液滴加K3[Fe(CN)6]不出现蓝色沉淀
取少量实验1中的翠绿色溶液滴加K3[Fe(CN)6]不出现蓝色沉淀
。实验1中未发生氧化还原反应的原因是 Fe3+和C2O42-形成稳定的[Fe(C2O4)3]3-,离子浓度减小,铁离子的氧化性和草酸根离子的还原性减弱;
Fe3+和C2O42-形成稳定的[Fe(C2O4)3]3-,离子浓度减小,铁离子的氧化性和草酸根离子的还原性减弱;
。(4)取实验1中的翠绿色溶液光照一段时间,产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式:
2
2
[Fe(C2O4)3]3-+4
4
H2O光照
2
2
FeC2O4•2H2O↓+3C2O42-
3C2O42-
+2CO2↑
2CO2↑
【实验2]通过比较H2O2与Fe2+、C2O42-反应的难易,判断二者还原性的强弱。
步骤 | 操作 | 现象 |
Ⅰ | 向1mL 0.5mol•L-1FeSO4溶液中加入1mL 0.5mol•L-1K2C2O4溶液,过滤 | 立即产生黄色沉淀 |
Ⅱ | 洗涤Ⅰ中的黄色沉淀,向其中加入过量的6%H2O2溶液,振荡,静置 | 剧烈放热,产生大量的红褐色沉淀和无色气体 |
Ⅲ | 待充分反应后,向其中加入稀硫酸,调节pH约为4 | 得到翠绿色溶液 |
Ⅱ中产生大量红褐色沉淀或Ⅲ中得到翠绿色溶液
Ⅱ中产生大量红褐色沉淀或Ⅲ中得到翠绿色溶液
。(6)以上现象能否说明C2O42-没有被氧化。请判断并说明理由:
不能说明,有+4价碳的化合物生成,才能说明草酸根离子被氧化,以上现象无法判断是否生成了+4价碳的化合物,不能说明草酸根离子没有被氧化
不能说明,有+4价碳的化合物生成,才能说明草酸根离子被氧化,以上现象无法判断是否生成了+4价碳的化合物,不能说明草酸根离子没有被氧化
(7)用FeCl3溶液、K2C2O4溶液和其他试剂,设计实验方案比较Fe2+和C2O42-的还原性 强弱。画出装置图并描述预期现象:


【考点】性质实验方案的设计.
【答案】+3;溶液中存在平衡)[Fe(C2O4)3]3-⇌Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,H+与C2O42-结合生成H2C2O4,使平衡正向进行移动,c(Fe3+)增大,遇到KSCN溶液变红色;取少量实验1中的翠绿色溶液滴加K3[Fe(CN)6]不出现蓝色沉淀;Fe3+和C2O42-形成稳定的[Fe(C2O4)3]3-,离子浓度减小,铁离子的氧化性和草酸根离子的还原性减弱;;2;4;2;3C2O42-;2CO2↑;Ⅱ中产生大量红褐色沉淀或Ⅲ中得到翠绿色溶液;不能说明,有+4价碳的化合物生成,才能说明草酸根离子被氧化,以上现象无法判断是否生成了+4价碳的化合物,不能说明草酸根离子没有被氧化;
连接好后电流计指针偏转,电池工作一段时间后,取左侧烧杯中的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀

【解答】
【点评】
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