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某小組同學(xué)為探究Zn與FeCl3溶液的反應(yīng),設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)。已知固液反應(yīng)速率與離子遷移速率有關(guān)。
        實(shí)驗(yàn) 條件 現(xiàn)象
i 18℃ 開始時(shí)無明顯氣泡0.5min后有氣體產(chǎn)生,一段時(shí)間后,溶液顏色加深,存在丁達(dá)爾現(xiàn)象
ii 65℃水浴 有氣泡產(chǎn)生12s后,氣泡非常明顯,溶液隨之很快轉(zhuǎn)為紅棕色,一段時(shí)間后,紅棕色消失,最后產(chǎn)生紅棕色沉淀
((1)實(shí)驗(yàn)i中產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象的原因是
Fe3+水解生成了Fe(OH)3膠體
Fe3+水解生成了Fe(OH)3膠體
。推測溶液中還有Fe2+,檢驗(yàn)Fe2+的操作是
取少量溶液于試管中,滴加少量鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則說明存在Fe2+
取少量溶液于試管中,滴加少量鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則說明存在Fe2+
。
(2)實(shí)驗(yàn)ii中發(fā)生了多個(gè)反應(yīng),它們所屬的基本反應(yīng)類型是
置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)
置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)
。
(3)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì),推測體系中可能發(fā)生的氧化還反應(yīng)的離子方程式
Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe、2Zn+4H++O2=2Zn2++2H2O
Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe、2Zn+4H++O2=2Zn2++2H2O
(至少寫三個(gè))。
(4)實(shí)驗(yàn)i和ii均先有氣體生成,后有溶液顏色的變化。甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是此實(shí)驗(yàn)條件下氧化性H+>Fe3+。
①乙同學(xué)根據(jù)已有知識(shí)
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,而銅不和鹽酸反應(yīng)
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,而銅不和鹽酸反應(yīng)
(結(jié)合化學(xué)用語說明),判斷氧化性H+<Fe3+。
②乙同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)i和ii 現(xiàn)象的原因是H+的遷移速率大于Fe3+,因此改用鋅粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明氧化性H+<Fe3+。結(jié)果如下:
實(shí)驗(yàn) 條件 現(xiàn)象
iii 18℃,混合后不振蕩 3min后有明顯的氣泡產(chǎn)生,溶液顏色加深,存在丁達(dá)爾現(xiàn)象
iv 18℃,混合后振蕩 氣泡不明顯,溶液褪色明顯,存在丁達(dá)爾現(xiàn)象后
對(duì)比實(shí)驗(yàn)i、ii、iii、iv,解釋實(shí)驗(yàn)iv現(xiàn)象與i、ii、iii不同的原因
實(shí)驗(yàn)iv中,鋅粉表面積大,且振蕩增大鋅與鐵離子的接觸幾率,降低了由于氫離子遷移速率大于鐵離子導(dǎo)致鋅表面鐵離子濃度低的影響,鐵離子的氧化性大于氫離子,因此鐵離子與鋅發(fā)生反應(yīng)速率更快,表現(xiàn)溶液褪色明顯而氣泡不明顯。實(shí)驗(yàn)i、ii、iii中隨反應(yīng)進(jìn)行,氫離子可以迅速補(bǔ)充到鋅表面,Zn表面的氫離子濃度大于鐵離子,溶液中H+下降快于Fe3+,表現(xiàn)為先產(chǎn)生氣體,F(xiàn)e3+在溶液中水解為Fe(OH)3。
實(shí)驗(yàn)iv中,鋅粉表面積大,且振蕩增大鋅與鐵離子的接觸幾率,降低了由于氫離子遷移速率大于鐵離子導(dǎo)致鋅表面鐵離子濃度低的影響,鐵離子的氧化性大于氫離子,因此鐵離子與鋅發(fā)生反應(yīng)速率更快,表現(xiàn)溶液褪色明顯而氣泡不明顯。實(shí)驗(yàn)i、ii、iii中隨反應(yīng)進(jìn)行,氫離子可以迅速補(bǔ)充到鋅表面,Zn表面的氫離子濃度大于鐵離子,溶液中H+下降快于Fe3+,表現(xiàn)為先產(chǎn)生氣體,F(xiàn)e3+在溶液中水解為Fe(OH)3。

【答案】Fe3+水解生成了Fe(OH)3膠體;取少量溶液于試管中,滴加少量鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則說明存在Fe2+;置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng);Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+、Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Fe2+=Zn2++Fe、2Zn+4H++O2=2Zn2++2H2O;2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,而銅不和鹽酸反應(yīng);實(shí)驗(yàn)iv中,鋅粉表面積大,且振蕩增大鋅與鐵離子的接觸幾率,降低了由于氫離子遷移速率大于鐵離子導(dǎo)致鋅表面鐵離子濃度低的影響,鐵離子的氧化性大于氫離子,因此鐵離子與鋅發(fā)生反應(yīng)速率更快,表現(xiàn)溶液褪色明顯而氣泡不明顯。實(shí)驗(yàn)i、ii、iii中隨反應(yīng)進(jìn)行,氫離子可以迅速補(bǔ)充到鋅表面,Zn表面的氫離子濃度大于鐵離子,溶液中H+下降快于Fe3+,表現(xiàn)為先產(chǎn)生氣體,F(xiàn)e3+在溶液中水解為Fe(OH)3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的常用方法之一,如圖所示實(shí)驗(yàn)探究影響反應(yīng)速率的因素是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:42引用:3難度:0.6
  • 2.為探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,某研究小組設(shè)計(jì)了如下五個(gè)實(shí)驗(yàn)。按要求回答下列問題(已知:Cu2+、Fe3+對(duì)H2O2的分解起催化作用)。

    (1)為探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)
     
    (填序號(hào),下同),選擇的依據(jù)是
     
    。
    (2)為探究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,同時(shí)探究催化劑不同催化效果不同,應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)
     
    。
    (3)通過觀察發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)⑤比實(shí)驗(yàn)③現(xiàn)象明顯,其原因是
     
    。
    (4)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),用H2O2快速制取少量O2,可采取的三條措施為
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:7引用:5難度:0.5
  • 3.(一)Fenton法常用于處理含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物.現(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響.實(shí)驗(yàn)中控制p-CP的初始濃度相同,恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K或313K下設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表):
    實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td> T/K pH c/10-3mol?L-1
    H2O2 Fe2+
    為以下實(shí)驗(yàn)作參照物 298 3 6.0 0.30
    探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 313 3 6.0 0.30
    298 10 6.0 0.30
    (1)編號(hào)③的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?!--BA-->
     

    (2)實(shí)驗(yàn)測得不同實(shí)驗(yàn)編號(hào)中p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示.請根據(jù)實(shí)驗(yàn)①曲線,計(jì)算降解反應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(p-CP)=
     

    (3)實(shí)驗(yàn)①②表明,溫度與該降解反應(yīng)速率的關(guān)系是
     

    (二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)為2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反應(yīng)速率和I-、Fe3+的濃度關(guān)系為v=kcm(I-)cn(Fe3+)(k為常數(shù))
    (4)請分析下表提供的數(shù)據(jù)回答以下問題:
    c(I-)/(mol?L-1 c(Fe3+)/(mol?L-1 v/(mol?L-1?s-1
    (1) 0.20 0.80 0.032k
    (2) 0.60 0.40 0.144k
    (3) 0.80 0.20 0.128k
    ①在v=kcm(I-)cn(Fe3+)中,m、n的值為
     
    .(選填A(yù)、B、C、D)
    A.m=1,n=1        B.m=1,n=2       C.m=2,n=1    D.m=2,n=2
    ②I-濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
     
    Fe3+濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響(填“<”、“>”或“=”).
    (三)一定溫度下,反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為3.0,該溫度下將2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO2加入容積為2L的密閉容器中反應(yīng).請通過計(jì)算回答:
    (5)v(正)
     
    v(逆)(填“>”、“<”或“=”);若將5mol FeO、4mol CO加入同樣的容器中,在相同溫度下達(dá)到平衡,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
     

    發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:19引用:2難度:0.5
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