已知三氯化铁的熔点为 306 ℃,沸点为 315 ℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验:
(1) 装碱石灰的仪器是 _______ ( 填仪器名称 ) 。
(2) 饱和食盐水的作用 _______ 。
(3) 反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油 ( 反应过程中不振荡 ) ,充分反应后,进行如下实验:
已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为 O 2 。该小组内的同学们对红色褪去的原因提出了三种假设。
假设 I : H 2 O 2 还原 Fe 3+ ,使其转变为 Fe 2+ ;
假设 II : H 2 O 2 分解生成 O 2 , O 2 氧化试剂 X ;
假设 III : _______ ( 如果表达中遇到试剂 X ,请写出其化学式 ) 。
并对假设进行了以下实验研究:
①取褪色后溶液三份,第一份滴加 FeCl 3 溶液无明显变化;第二份滴加试剂 X ,溶液出现红色;第三份滴加稀盐酸和 BaCl 2 溶液,产生白色沉淀。
②另取同浓度的 FeCl 3 溶液滴加 2 滴试剂 X ,溶液变红,再通入 O 2 ,无明显变化。实验 ①说明假设 _______ 不正确;实验 ②的目的是 _______ ;由实验 ①②得出假设 _______ 是正确的。
干燥管或球形干燥管 除去多氯气中的氯化氢气体 H 2 O 2 氧化 KSCN I 证明假设 II 不成立 III
【分析】
根据实验目的,首先制备氯气,制备的氯气中含有 HCl 和水蒸气, HCl 和水蒸气影响后续实验,因此必须除去,即 a→g→h→d→e ,得到纯净的氯气,与铁粉反应,即 e→b→c ,因为氯气有毒,且 FeCl 3 易潮解,因此 c→f ,据此解题。
【详解】
(1) 装碱石灰的仪器为干燥管或球形干燥管,碱石灰的作用是除去未反应的氯气,以及防止空气中水蒸气进入收集器;
故答案为:干燥管或球形干燥管。
(2) 浓盐酸易挥发,制取的氯气中会混有氯化氢气体,饱和食盐水的作用是除去多余的氯化氢;
故答案为:除去多氯气中的氯化氢气体。
(3)H 2 O 2 具有强氧化性,可能 KSCN 被 H 2 O 2 氧化了,所以假设 I 为 H 2 O 2 氧化 KSCN ;
实验 ① 中,第一份滴加 FeCl 3 溶液无明显变化;说明没有 KSCN ;第二份滴加试剂 X ;溶液出现红色,说明溶液中存在 Fe 3+ ;第三份滴加稀盐酸和 BaCl 2 溶液,产生白色沉淀,说明反应后溶液中存在硫酸根离子,证明 KSCN 被氧化;所以假设 1 错误;实验 ② 中,另取同浓度的 FeCl 3 溶液滴加 2 滴试剂 X ,溶液变红,再通入 O 2 ;无明显变化,说明 O 2 不会氧化 KSCN ,氧化 KSCN 的为 H 2 O 2 ;假设 II 错误,假设 Ⅲ 正确;
故答案为: H 2 O 2 氧化 KSCN ; I ;证明假设 II 不成立; III 。
铁元素:
在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:
注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:
③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)
化学性质:
铁元素性质活泼,有较强的还原性。
铁的性质:
铁与稀硝酸的反应:
两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。
注意:
铁三角关系:
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