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某化学小组探究酸性条件下NO3-、SO42-、Fe3+三种微粒的氧化性强弱,设计...

某化学小组探究酸性条件下NO3、SO42-、Fe3+三种微粒的氧化性强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置的气密性已检验)。(忽略氧气对反应的影响)

实验记录如下:

实验序号

实验操作

实验现象

I

向A装置中通入一段时间的SO2气体。

A中黄色溶液迅速变成深红棕色,最终变为浅绿色。

II

取出少量A装置中的溶液,先加入KSCN溶液,再加入BaCl2溶液。

加入KSCN溶液后溶液不变色,再加入BaCl2溶液产生白色沉淀。

III

打开活塞a,将过量稀HNO3加入装置A中,关闭活塞a

A中浅绿色溶液最终变为黄色。

IV

取出少量A装置中的溶液,加入KSCN溶液;向A装置中入空气。

溶液变为红色;液面上方有少量红棕色气体生成。

请回答下列问题:

(1)配制FeCl3溶液时,常常加入盐酸,目的是(用化学方程式和简单文字叙述           

(2)资料表明,Fe3+能与SO2结合形成深红棕色物质Fe(SO2)63+,反应方程式为: Fe3+ + 6SO2 Fe(SO2)63+。请用化学平衡移动原理解释实验I中溶液颜色变化的原因              

(3)实验II中发生反应的离子方程式是             

(4)实验III中,浅绿色溶液变为黄色的原因是(用离子方程式表示)                

(5)实验IV中液面上方有少量红棕色气体生成,发生反应方程式是               

(6)综合上述实验得出的结论是:在酸性条件下,NO3、SO42-、Fe3+三种微粒的氧化性由强到弱的顺序是:              

 

(1)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入盐酸,增大c(H+),平衡左移,抑制Fe3+水解; (2)Fe3+和SO2生成红棕色的Fe(SO2)63+反应速率较快:Fe3++6SO2Fe(SO2)63+;而反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+反应缓慢,但是反应限度较大,使溶液中c(Fe3+)降低,平衡逆向移动,红棕色逐渐褪去,最终得到浅绿色溶液;(3)Ba2++SO42-=BaSO4↓; (4)3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O;(5)2NO+O2=2NO2; (6)氧化性强弱是:NO3->Fe3+>SO42-。 【解析】 试题分析:(1)FeCl3属于强酸弱碱盐,Fe3+要发生水解,其水解反应方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入盐酸,增大c(H+),平衡左移,抑制Fe3+水解;(2)通入SO2后溶液先变为深红棕色,发生Fe3++6SO2Fe(SO2)63+;然后利用Fe3+的强氧化性和SO2的强还原性,两者发生2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,使溶液中c(Fe3+)降低,平衡逆向移动,红棕色逐渐褪去,最终得到浅绿色溶液;(3)加入KSCN溶液,溶液不变色,说明不含Fe3+,加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明溶液中含有SO42-,因此发生的反应是Ba2++SO42-=BaSO4↓;(4)硝酸具有强氧化性,把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色变为黄色,发生的反应是:3Fe2+ +4H++ NO3- = 3Fe3++NO↑+2H2O;(5)红棕色气体为NO2,因此发生的反应是2NO+O2=2NO2;(6)根据氧化还原反应中强弱规律,因此NO3->Fe3+>SO42-。 考点:考查盐类水解、化学平衡移动、离子反应方程式的书写、氧化还原反应规律等知识。  
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步骤Ⅰ加入Sn粉的作用:__________________及调节溶液pH。

步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________________________。

步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式:__________________________。

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此锡粉样品中锡的质量分数:__________________。

 

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(2)另取相同质量的该混合物,向其中加入足量的稀硫酸,固体全部溶解,生成气体的体积在标准状况下为m L,则反应中转移电子的物质的量为          ,混合物中Fe的质量为                    。(用含字母的数学式表示)

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