某化学兴趣小组为了探究在相同条件下,草酸根(C2O2-4)的还原性是否强于Fe2+,进行了如下三个实验。
【实验1】通过Fe3+和C2O2-4在溶液中的反应比较Fe2+和C2O2-4的还原性强弱。实验操作与现象如下:
在避光处,向10mL0.5mol⋅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,过滤后得到翠绿色溶液和翠绿色晶体,并留存翠绿色溶液a待用。
已知: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++3C2O2-4 K=6.3×10-21。
请回答:
(1)实验室配制FeCl3溶液时若不加盐酸一起进行配制,常常得到红褐色的溶液,请用离子方程式说明原因 Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+。
(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 三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3⋅3H2O]在水溶液中存在:[Fe(C2O4)3]3-⇌Fe3++3C2O2-4,加入稀硫酸,C2O2-4能和H+反应生成H2C2O4,使平衡正向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红色三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3⋅3H2O]在水溶液中存在:[Fe(C2O4)3]3-⇌Fe3++3C2O2-4,加入稀硫酸,C2O2-4能和H+反应生成H2C2O4,使平衡正向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红色。
(3)经检验,翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3⋅3H2O。为了确认实验1中是否发生了氧化还原反应,取少量翠绿色溶液a,向其中滴加 BB(填序号)未见明显现象。
A.少量KSCN溶液
B.少量K3[Fe(CN)6]溶液
C.少量HCl溶液
该小组据此判断氧化还原没有发生。请简述未发生氧化还原反应的原因 Fe3+和C2O2-4反应生成稳定的[Fe(C2O4)3]3-,浓度降低,Fe3+ 的氧化性、C2O2-4的还原性都减弱Fe3+和C2O2-4反应生成稳定的[Fe(C2O4)3]3-,浓度降低,Fe3+ 的氧化性、C2O2-4的还原性都减弱。
【实验2】通过比较H2O2与Fe2+、C2O2-4反应的难易,判断二者还原性的强弱。实验操作与现象如下:
①向1mL0.5mol⋅L-1FeSO4溶液中加入1mL0.5mol⋅L-1K2C2O4溶液,过滤,立即产生黄色沉淀;
②洗涤①中的黄色沉淀(已知:FeC2O4⋅2H2O为黄色固体,微溶于水,可溶于强酸),向其中加入过量的6%H2O2溶液,振荡,静置,反应剧烈放热,产生大量的红褐色沉淀和无色气体;
③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。
请回答:
(4)证明Fe2+被氧化的实验现象是 实验②中产生大量的红褐色沉淀、实验③得到翠绿色溶液实验②中产生大量的红褐色沉淀、实验③得到翠绿色溶液。
(5)以上现象能否说明C2O2-4没有被氧化。请判断并说明理由:有+4价碳的化合物生成,才能说明C2O2-4被氧化,根据实验现象无法判断是否有+4价碳的化合物生成,所以不能说明C2O2-4是否被氧化有+4价碳的化合物生成,才能说明C2O2-4被氧化,根据实验现象无法判断是否有+4价碳的化合物生成,所以不能说明C2O2-4是否被氧化。
【实验3】利用电化学装置进行实验,其装置如图:

(6)用FeCl3溶液、K2C2O4溶液和其他试剂,设计图的装置进行实验比较Fe2+和C2O2-4的还原性强弱,一段时间的实验后,该小组依据实验所观察到的现象做出了C2O2-4比Fe2+还原性强的实验结论。则下列实验现象描述能支持这一结论的有:ACDACD。(填序号)
A.电流表指针发生偏转
B.取左侧烧杯内溶液滴加氢氧化钠溶液,出现红褐色沉淀
C.取左侧烧杯内溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成
D.右侧烧杯的电极附近有无色气泡生成,经实验,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
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【考点】性质实验方案的设计;氧化性、还原性强弱的比较.
【答案】Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+;三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3⋅3H2O]在水溶液中存在:[Fe(C2O4)3]3-⇌Fe3++3C2,加入稀硫酸,C2能和H+反应生成H2C2O4,使平衡正向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红色;B;Fe3+和C2反应生成稳定的[Fe(C2O4)3]3-,浓度降低,Fe3+ 的氧化性、C2的还原性都减弱;实验②中产生大量的红褐色沉淀、实验③得到翠绿色溶液;有+4价碳的化合物生成,才能说明C2被氧化,根据实验现象无法判断是否有+4价碳的化合物生成,所以不能说明C2是否被氧化;ACD
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:65引用:2难度:0.3
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