【題目】探究鐵在某濃度H3PO4H2O2的混合溶液中反應(yīng)的情況,進(jìn)行如下實(shí)驗:

實(shí)驗

操作

現(xiàn)象

將除去氧化膜的鐵釘置于燒杯中,加入30 mL 1.0 mol·L1 H3PO4

3 mL 30% H2O2的混合溶液(pH1)。

一段時間后鐵釘表面突然產(chǎn)生大量氣泡,隨后停止產(chǎn)生氣泡;一段時間后再產(chǎn)生大量氣泡,再停止,出現(xiàn)周而往復(fù)的現(xiàn)象。過程中,溶液保持澄清。

將與實(shí)驗Ⅰ相同的鐵釘放入燒杯中,加入30 mL 1.0 mol·L1H3PO43 mL H2O。

片刻后鐵釘表面持續(xù)產(chǎn)生氣泡,溶液保持澄清。

已知:Fe3(PO4)2難溶于水,Fe(H2PO4)2溶于水。

(1)85% H3PO4配制100 mL 1.0 mol·L1H3PO4所用的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、______。

(2)實(shí)驗Ⅱ中鐵釘表面產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式是______

(3)探究停止產(chǎn)生氣泡的原因。

提出假設(shè):鐵釘表面形成了含有+3價鐵的氧化膜將鐵釘覆蓋。

甲同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗Ⅲ,得出假設(shè)成立的結(jié)論。

實(shí)驗Ⅲ:將洗凈的實(shí)驗Ⅰ中無氣泡產(chǎn)生時的鐵釘置于試管中,加入滴有KSCN溶液的稀H2SO4,振蕩,靜置,溶液呈紅色。

乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗Ⅲ無法證實(shí)假設(shè)成立,其理由是_____。

乙同學(xué)通過改進(jìn)實(shí)驗證實(shí)了假設(shè)成立。

(4)鐵釘表面突然產(chǎn)生大量氣泡的可能原因是Fe2+迅速被H2O2氧化形成氧化膜,使聚集在鐵釘表面的H2脫離鐵釘表面。

①實(shí)驗Ⅳ證實(shí)了形成氧化膜過程中產(chǎn)生H+

實(shí)驗Ⅳ:______(填操作),滴入少量FeSO4溶液后,立即測定pH,pH迅速降低。

②形成氧化膜(以Fe2O3計)的離子方程式是______。

(5)實(shí)驗Ⅰ中周而往復(fù)的現(xiàn)象與鐵釘表面氧化膜的生成和溶解密切相關(guān),從反應(yīng)的速率

角度分析其原因:______。

【答案】100mL容量瓶 未排除氧氣的干擾 取與實(shí)驗I初始時pH和濃度均相同的H2O2溶液于試管中 鐵與磷酸反應(yīng)生成氫氣和Fe2+,F(xiàn)e2+在鐵釘表面迅速被氧化形成氧化膜,使聚集在鐵釘表面的氫氣脫離:隨后發(fā)生磷酸溶解氧化膜的慢反應(yīng),氧化膜覆蓋鐵釘表面時不產(chǎn)生氣泡,當(dāng)氧化膜溶解后,鐵又與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

【解析】

題目是進(jìn)行探究性實(shí)驗,在實(shí)驗I中,鐵釘表面產(chǎn)生氣泡,是因為鐵與H3PO4反應(yīng)生成氫氣,因為溶液保持澄清,根據(jù)信息可知還生成了Fe(H2PO4)2,一段時間后再產(chǎn)生大量氣泡,再停止,出現(xiàn)周而往復(fù)的現(xiàn)象,與實(shí)驗II對比可知是H2O2發(fā)生了作用,再根據(jù)后續(xù)的探究性實(shí)驗分析出現(xiàn)周而往復(fù)的現(xiàn)象的原因。

1)根據(jù)配制一定物質(zhì)的量的溶液所需要的儀器,還缺少100mL容量瓶,故答案為:100mL容量瓶;

2)由題目信息可知,鐵與H3PO4反應(yīng)生成氫氣和Fe(H2PO4)2,化學(xué)方程式為:;

3)氧氣在酸性條件下可以將亞鐵離子氧化成成鐵離子,故實(shí)驗Ⅲ無法證實(shí)假設(shè)成立,故答案為:未排除氧氣的干擾;

4)①、實(shí)驗Ⅳ要證實(shí)形成氧化膜過程中產(chǎn)生H+,根據(jù)控制變量的思想,操作為:取與實(shí)驗I初始時pH和濃度均相同的H2O2溶液于試管中,滴入少量FeSO4溶液后,立即測定pH,pH迅速降低;故答案為:取與實(shí)驗I初始時pH和濃度均相同的H2O2溶液于試管中;

②、亞鐵離子被H2O2溶液氧化為Fe2O3,離子方程式為:;

5)實(shí)驗Ⅰ中周而往復(fù)的現(xiàn)象與鐵釘表面氧化膜的生成和溶解密切相關(guān),從反應(yīng)的速率角度分析如下:鐵與磷酸反應(yīng)生成氫氣和Fe2+,Fe2+在鐵釘表面迅速被氧化形成氧化膜,使聚集在鐵釘表面的氫氣脫離:隨后發(fā)生磷酸溶解氧化膜的慢反應(yīng),氧化膜覆蓋鐵釘表面時不產(chǎn)生氣泡,當(dāng)氧化膜溶解后,鐵又與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。

故答案為:鐵與磷酸反應(yīng)生成氫氣和Fe2+,Fe2+在鐵釘表面迅速被氧化形成氧化膜,使聚集在鐵釘表面的氫氣脫離:隨后發(fā)生磷酸溶解氧化膜的慢反應(yīng),氧化膜覆蓋鐵釘表面時不產(chǎn)生氣泡,當(dāng)氧化膜溶解后,鐵又與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】用軟錳礦(主要成分為MnO2)生產(chǎn)高錳酸鉀產(chǎn)生的錳泥中,還含有18%的MnO2、3%的KOH(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)),及少量Cu、Pb的化合物等,用錳泥可回收制取MnCO3,過程如圖:

1)高錳酸鉀的氧化性強(qiáng)弱與溶液的酸堿性有關(guān),在酸性條件下其氧化性較強(qiáng)。通常用來酸化高錳酸鉀的酸是______

A.H2SO4 B.HCl C.HNO3

2)除去濾液1Cu2的離子方程式是___________________________

3)經(jīng)實(shí)驗證明:MnO2稍過量時,起始H2SO4、FeSO4混合溶液中 <0.7時,濾液1中能夠檢驗出有Fe2+≥0.7時,濾液1中不能檢驗出有Fe2。根據(jù)上述信息回答①②:

①檢驗Fe2是否氧化完全的實(shí)驗試劑是__________ A.KSCN B.K3Fe(CN)6

②若>1,調(diào)節(jié)0.71的最理想試劑是_______(填序號)

aNaOH溶液 b.鐵粉 cMnO。

4)寫出濾液2中加入過量NH4HCO3反應(yīng)的離子方程式__________

5)上述過程錳回收率可達(dá)95%,若處理1740 kg的錳泥,可生產(chǎn)MnCO3__________kg。

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【題目】下列實(shí)驗的現(xiàn)象與結(jié)論相對應(yīng)的是

A

B

C

D

實(shí)驗

現(xiàn)象

電流計指針向右偏(電子由Fe轉(zhuǎn)移到Cu),片刻后向左偏

加熱一段時間后溶液藍(lán)色褪去

加熱,肥皂液中產(chǎn)生無色氣泡

①和②中均迅速產(chǎn)生大量氣泡

結(jié)論

鐵片作負(fù)極,片刻后銅片作負(fù)極

淀粉在酸性條件下水解,產(chǎn)物是葡萄糖

鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成H2

MnO2一定是②中反應(yīng)的催化劑

A.AB.BC.CD.D

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【題目】100 mL FeBr2溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L Cl2,溶液中有Br被氧化成單質(zhì)Br2,則原FeBr2溶液中FeBr2的物質(zhì)的量濃度為(  )

A.4 mol L-1B. mol L-1C. mol L-1D.mol L-1

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A.H2SB.NaHCO3C.鹽酸D.NaOH

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C.25 mL 0.1 mol·L-1Na2SO4溶液D.50 mL 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液

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A. 用敞口容器稱量KOH且時間過長

B. 配置前先向容量瓶中加入少量蒸餾水

C. 容量瓶盛過KOH溶液,使用前未洗滌

D. 溶解后快速轉(zhuǎn)移到容量瓶,然后加足量蒸餾水,定容

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