Fe2+在空氣中易被氧化。某小組探究綠礬(FeSO4?7H2O)和莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O]在空氣中的穩(wěn)定性。
Ⅰ.探究溶液中的穩(wěn)定性:配制0.1mol?L-1兩種溶液[A:FeSO4,B:(NH4)2Fe(SO4)2],露置于空氣中一段時間,并檢驗其中的Fe3+,結(jié)果如下。
編號 | 新配制 | 1h后 | 24h后 | |||||
pH | 性狀 | 酸化后滴等量KSCN(aq) | pH | 性狀 | 酸化后滴等量KSCN(aq) | pH | 性狀 | |
A | 3.9 | 無色溶液 | 幾乎無色 | 3.4 | 黃色溶液 | 變紅 | 3.3 | 紅褐色沉淀 |
B | 3.9 | 無色溶液 | 幾乎無色 | 3.3 | 黃色溶液 | 變紅 | 3.2 | 紅褐色沉淀 |
Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+
Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+
。(2)常溫時0.1mol?L-1(NH4)2SO4溶液pH=5.0,則B溶液中水解程度:Fe2+
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NH4+(填“>”或“<”),因此新配制的A、B溶液pH幾乎相同。(3)放置24h后溶液pH均減小,寫出該過程中Fe2+被空氣氧化的離子方程式:
4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+
4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+
。上述實驗說明兩種溶液中的Fe2+的穩(wěn)定性差異不大。
Ⅱ.探究晶體的穩(wěn)定性:將兩種晶體分別在不同條件下放置數(shù)天,實驗記錄如下。
編號 | ⅰ | ⅱ | ⅲ | ⅳ | |
實驗條件 | 露置 | 密閉容器 | 潮濕的密閉容器 | 盛有干燥劑的密閉容器 | |
實驗結(jié)果 | 綠礬 | 晶體逐漸變白,進而出現(xiàn)土黃色;Fe3+含量很多 | 無明顯變化;Fe3+含量非常少 | 晶體結(jié)塊,顏色不變;Fe3+含量非常少 | 晶體逐漸變白,最終出現(xiàn)淡黃色;Fe3+含量很多 |
莫爾鹽 | 無明顯變化;Fe3+含量非常少 | 無明顯變化;Fe3+含量非常少 | 晶體略結(jié)塊,顏色不變;Fe3+含量非常少 | 無明顯變化;Fe3+含量很少 |
莫爾鹽
莫爾鹽
。(5)甲同學(xué)推測綠礬在ⅱ中的結(jié)果與ⅰ不同可能是容器中O2不足造成的。乙同學(xué)經(jīng)過對比,分析該推測不成立,其理由是
根據(jù)實驗ⅳ,同樣在密閉容器中,F(xiàn)e2+能被氧化
根據(jù)實驗ⅳ,同樣在密閉容器中,F(xiàn)e2+能被氧化
。(6)該小組同學(xué)根據(jù)實驗結(jié)果進而推測綠礬易被氧化與其失去結(jié)晶水有關(guān)。
①綠礬晶體失去結(jié)晶水的實驗現(xiàn)象是
晶體變白
晶體變白
。②莫爾鹽晶體中
NH4+
NH4+
離子的存在使結(jié)晶水不易失去;該離子與H2O分子之間可能存在的作用是 氫鍵
氫鍵
。(7)同學(xué)們經(jīng)過對兩種晶體結(jié)構(gòu)的比較,分析莫爾鹽在空氣中更穩(wěn)定,除了上述原因外,還可能的原因:莫爾鹽晶體中離子間的空隙較小,
O2分子較難進入晶體中與Fe2+反應(yīng)
O2分子較難進入晶體中與Fe2+反應(yīng)
。【考點】性質(zhì)實驗方案的設(shè)計.
【答案】Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+;>;4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+;莫爾鹽;根據(jù)實驗ⅳ,同樣在密閉容器中,F(xiàn)e2+能被氧化;晶體變白;NH4+;氫鍵;O2分子較難進入晶體中與Fe2+反應(yīng)
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:2難度:0.5
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