某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、 0.1 mol·L -1 FeCl 3 溶液, 0.1 mol·L -1 FeCl 2 溶液、 KSCN 溶液、新制氯水,探究 Fe 2 + 、 Fe 3 + 的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
(1) 用所给试剂写出体现 Fe 2 + 具有还原性的反应的化学方程式 ___________ 。
(2) 设计实验方案,完成下列表格。
探究内容 | 实验方案 | 实验现象 |
探究 Fe 3 + 具有氧化性 | 取少量 0.1 mol·L -1 FeCl 3 溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量 KSCN 溶液 | 加入铁粉后,溶液颜色变为浅绿色。加入 KSCN 溶液后,溶液 ___________ |
(3) 该兴趣小组为说明 “Fe 2 + 具有氧化性 ” ,提出了向 FeCl 2 溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为 ___________ 。
(4) 某反应中反应物与生成物有 Fe 3 + 、 Mn 2 + 、 H + 、 MnO 、 H 2 O 和一种未知离子 X ,已知 MnO 在反应中得到电子,则 X 离子是 ___________ 。
2FeCl 2 + Cl 2 =2FeCl 3 不变色 Fe 2 + + Zn=Zn 2 + + Fe Fe 2 +
【分析】
(1) 反应中,表现还原性的物质被氧化,应选择与氧化剂反应;
(2) 可根据 Fe 3 + 与 Fe 2 + 的不同性质判断 Fe 3 + 是否被还原:溶液颜色不同、加 KSCN 溶液现象不同;
(3) 依据强还原剂制弱还原剂的规律可判断 FeCl 2 溶液与锌粉的反应情况;
(4) 根据氧化还原反应的规律,反应中有化合价的降低,必有化合价的升高,结合题给条件可判断反应物和生成物。
【详解】
(1)FeCl 2 能被氯水氧化: 2FeCl 2 +Cl 2 =2FeCl 3 ,体现了 Fe 2 + 的还原性,故答案为: 2FeCl 2 +Cl 2 =2FeCl 3 ;
(2) 足量铁粉能将 Fe 3 + 完全还原: Fe+ 2Fe 3 + =3Fe 2 + ,使溶液由黄色变成浅绿色,由于反应后溶液中不存在 Fe 3 + ,所以加入 KSCN 溶液后,溶液无明显变化,故答案为:不变色;
(3) 锌比铁还原性强,能与 FeCl 2 发生置换反应生成铁,反应的离子方程式为: Fe 2+ +Zn═Zn 2+ +Fe ,答案为: Fe 2+ +Zn═Zn 2+ +Fe ;
(4) 根据已知, MnO 在反应中得到电子,化合价降低,发生还原反应,生成 Mn 2+ ,根据氧化还原反应电子守恒,元素化合价有升高和降低,所以判断 X 为 Fe 2+ , Fe 2+ 失电子,化合价升高,发生氧化反应,生成 Fe 3+ ,答案为: Fe 2+ 。
【点睛】
解小题 (4) 时,应根据题给条件,先依据电子守恒判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,再依据电荷守恒安排其它离子。
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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