2-实验2：氯化铁系列性质实验-必修1

实验 2-1:教材核心实验-氯化铁系列性质实验学习目标：文字表达，清楚明白，准确规范；2.化学用语准确；3.实验操作规范基础实验：FeCl3系列性质探究（分组或演示）固体：CuO溶液：0.1 mol/L KI、CCl、Na CO、NaHCO、lmol/LKI 溶液，0.1mol/L HSO 溶液和淀粉溶液实验现象241原理分析（1）氯化铁溶液与氧化物反应 示例：向氯化铁溶液中加CuO调 节pH到4,观察现象。（2 ）氯化铁溶液与镁粉反应探 究：向氯化铁溶液中加入镁粉， 观察。（3）KI溶液和FeCl3溶液反应探 究：向5mL 0.1 mol/L KI滴加 几滴 0.1 mol/L FeCl溶液， 另取一只试管倒入部分反应后的 溶液加入淀粉溶液观察。继续滴加CCl振荡静置后观察4现象；取上层清液，滴加KSCN溶液， 观察现象。（4）氯化铁溶液与Na2CO3反应 的现象（4）氯化铁溶液与NaHCO3溶液 反应的现象（5）氯化铁溶液与Na2SO3溶液 和NaHSO反应的现象3（5）氯化铁溶液与NaHSO3溶液 反应的现象他们的现象与（4）为何不同？ 如何证明你的结论？实验 2-2：教材核心实验-二价铁和三价铁的检验及相互转化实验目的：Fe2+和Fe3+的转化，针对异常现象进行探究； 实验要求：两人一组做好分工合作，统筹安排，按时按要求完成实验和实验报告； 固体：3gFeCl2、pH试纸溶液：饱和 FeCl、0.1 molL-i FeCl、0.1 molL-iKSCN、NaOH、5% HO、盐酸、BaCl,33 -、-、222实验操作现象重要考点(反应原理)制备Fe(OH)3胶体(1)向20 mL沸水中中滴加5-6滴饱和FeCl3溶液，加热至溶液变为红褐色，停止 加热；蒸馏水加热至煮沸FeCl饱和溶液 Fe3+ 的 鉴别(2)向 2 mLO.l molL-1 FeCl 溶液中滴3加2滴NaOH溶液；(3) 向 2 mLO.lmolL-1 FeCl 溶液中滴加32 滴 0.1 molL-1 KSCN 溶液； Fe3+ 的氧化性(4)向 2 mLO.l molL-1 FeCl 溶液中加3足量铁粉振荡，静置；一段时间之后，取 上层清液，滴加2滴0.1 molL-1KSCN溶 液； Fe2+ 的 配制(5)取1克FeCl加适量蒸馏水溶解、振 荡，静置后取上层清液；(6)向FeCl溶液中加适量盐酸，分为32份，备用； Fe2+ 的 鉴别(7 )向2 mL FeCl溶液中滴加 0.5 mL2NaOH溶液(8)向2 mL FeCl溶液中滴加2滴0.12mol L-1 KSCN 溶液 Fe2+ 还 原性(9)再向(4)和(8)中滴加5滴5%H O溶液2 2探究实验(10)取褪色后溶液分为三份，一份滴加FeCl3溶液 另一份滴加KSCN溶液； 一段时间之后，滴加盐酸和BaCl2溶液；取为褪色的溶液分为三份，一份滴加盐酸，滴加BaCl2溶液实验 2-3：探究实验-氯化铁和碘化钾的反应已知FeCI3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，某小组同学对该反应进行实验探究。实验实验操作步骤实验现象实验目的1取2 mL 1 mol L-i KI溶液， 滴加0.1 molL-i FeCl溶液3滴3溶液呈棕黄色。取2 mL 1 mol L-i KI溶液， 滴加0.1 molL-i FeCl溶液3滴 向其中滴加2滴0.1 mol L-i KSCN溶液。溶液不显红色。2取2 mL 0.1 mol L-i KI溶液， 滴加0.1 molL-i FeCl溶液3滴3溶液呈棕黄色。取2 mL 0.1 mol L-i KI溶液， 滴加0.1 molL-i FeCl溶液3滴3向其中滴加2滴0.1 mol L-i KSCN溶液。溶液显红色取2 mL 0.1 mol L-i KI溶液， 滴加0.1 molL-i FeCl溶液3滴3向其中滴加2滴0.1 mol L-i KSCN溶液。 继续加入2 mL CCl，充分振荡、静置。4液体分层，上层红色 消失，变为棕黄色， 下层呈紫红色。3取1 mL饱和碘水， 加入2 mL CCl，振荡、静置。4液体分层，上层为无 色，下层呈紫红色。取1 mL饱和碘水，滴加0.1 mol L-i FeC溶液3滴 再加入2 mL CCl，振荡、静置。4取1 mL饱和碘水，加2 mL 0. 1 mol L-i KI溶液 再加入2 mL CCl，振荡、静置。4探【跟踪练习】选择：（）1.在5ml O. 1 mol /L-】KI溶液中滴加O. 1 mol /L-1 FeCl3溶液5-6滴后，再进行下列实验，其中可证明FeCI3和KI的反应是可逆反应的实验（含现象）是A. 滴加AgNO3溶液，观察有黄色沉淀产生B. 加 CCl4 振荡后，下层液体为浅紫色C. 加人CCl4振荡，下层液体为浅紫色；取上层清液，滴加AgNO3溶液，有白色沉淀产生D. 加入CCl4振荡后，下层液体为浅紫色;取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液显红色（）2.已知氯化铁溶液能与碘化钾反应生成氯化亚铁、氯化钾和碘单质。某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2，若向该溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变成血 红色，则下列叙述正确的是 原溶液中的Br-一定被氧化通入氯气后原溶液中的Fe2+定被氧化； 不能确定通入氯气之后的溶液中是否存在Fe2+；若取少量所得溶液，再加入CCl4，静置，向上层 溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中的Fe2+、Br-、I-均被完全氧化A只有B只有C只有D 【跟踪练习】非选择3. （16分）甲同学进行Fe2+还原性的实验，针对异常现象进行探究。步骤一：制取FeCl2溶液。向0.1 molL-i FeCl3溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液，测得 pH1。实验二：向2 mLFeCl2溶液中滴加2滴0.1 molL-i KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H2O2溶 液（物质的量浓度约为1.5 molL-1、pH 约为5） ，观察到溶液变红，大约10 秒左右红色褪去，有气 体生成（经检验为o2）。（1）用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因：、（2）甲探究步骤二中溶液褪色的原因：I. 取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl3溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；II. 取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀。III. 向2 mL 0.1 molL-i FeCl3溶液中滴加2滴0.1 molL-i KSCN溶液，变红，通入02，无明显变 化。 实验I的说明； 实验III的目的是得出结论：溶液退色的原因是酸性条件下H2O2将SCN-氧化成SO42-。（3）甲直接用FeCl24H2O配制 molL-1的FeCl2溶液，重复步骤二中的操作，发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因：I. 用激光笔分别照射红色液体和滴加了 KSCN溶液的FeCl3溶液，前者有丁达尔效应，后者无。测所配FeCl2溶液的pH，约为3。由此，乙认为红色不褪去的可能原因。步骤试剂及操作现象i生成白色沉淀ii向i所得溶液中滴加0.1 molL-i FeCl3溶液II. 查阅资料后推测，红色不褪去的原因还可能是pH较大时H2O2不能氧化SCN-。乙利用上述部 分试剂，通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是：4. （12分）某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应，所用装置如下图所示。AB（1）该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色，然后开始实验。步骤配制1 mol L-i FeCl溶液（未用盐酸酸化），测其pH约为1,取少量装入试管B中，加热 A。3FeCl3溶液显酸性的原因是。写出装置A中产生SO2的化学方程式：。(2) 当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察 到丁达尔现象。将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。【查阅资料】Fe(HS0)2+离子为红棕色，它可以将Fe3+还原为Fe2+。生成Fe(HS0)2+离子的反应为可逆33反应。解释SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的原因：。写出溶液中Fe(HSO3)2+离子与Fe3+反应的离子方程式：。(3) 为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了步骤的实验。步骤往5 mL 1 mol L-i FeCl溶液中通入SO气体，溶液立即变为红棕色。微热332min,溶液颜色变为浅绿色。步骤往5 mL重新配制的1 molL-i FeCl溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO气体，32溶液立即变为红棕色。几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色。用铁氰化钾溶液检验步骤和步骤所得溶液中的Fe2+，其现象为。(4) 综合上述实验探究过程，可以获得的实验结论：I. SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物Fe(HSO3)2+离子；II. 红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程；III. 。5. (15分)已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，某小组同学对该反应进行实验探究。(1)甲同学首先进行了实验1。实 验1实验步骤实验现象i.取2 mL 1 molL-i KI溶液，滴加0.1 mol L-1 FeCl溶液3滴(1滴约为0.05 mL,下 3同)。i.溶液呈棕黄色。ii.向其中滴加2滴0.1 mol L-1 KSCN溶液。ii.溶液不显红色。 写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程 。 加入KSCN溶液的目的是。 甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低，故改进实验方案，进行了实验2。实 验2实验步骤实验现象i.取2 mL 0.1 molL-1 KI溶液，滴加0.1 molL-1 FeCl 溶液 3 滴。i.溶液呈棕黄色。3ii.向其中滴加2滴0.1 mol L-1 KSCN溶 液。ii.溶液显红色。iii.继续加入2 mL CCl，充分振荡、静置。4iii.液体分层，上层红色消失，变为 棕黄色，下层呈紫红色。本实验改用0.1 moLL-1 KI溶液的目的是。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因：。(2)甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取，但乙同学查阅资料得到信息：【2、【3 在水中均呈棕黄色，两者有如下关系：】2 + l屮。于是提出假设：萃取后的 溶液呈棕黄色的主要原因是存在 I3。 为验证假设，乙同学设计并完成了实验 3。实 验3实验步骤实验现象i.取1 mL实验2中棕黄色的上层清液，再加入2 mL CCl振荡、静置。i.液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红 色。ii.取1 mL饱和碘水，加入2 mL CCl，振荡、静4 置。ii.液体分层，上层为无色，下层呈紫红 色。实验3的结论是.甲同学依据乙同学的实验设计思路，选用实验2中的试剂，运用控制变量的方法设计了更加严谨的 实验，证明了平衡I2+【-I3-的存在。请你补充完整他设计的实验步骤：将实验2中下层紫红色溶液 平均分成两份，分装于两支试管中，向试管1中加入1 mL水，振荡、静置；向试管2中。两支试管中的现象分别为。6(12 分)在化学研究中，往往可以通过观察现象认识物质变化的情况。请分析以下一组有现象变 化的化学反应。实验试剂及操作现窕试管滴管LO tnL饱和N班SiCh溶液(含2滴酚陶死滴加1.0 mL0.5 mol-L-1NaOH溶液 再滴加】*5 mL l.OmobL-1H爲0斗會液红色溶谨中出现胶状沉淀IL加碱时;加陵时产生白邕沉淀,又逐漸 濬解直至消炭0.1 mol-L-1滲液IIL加緘时；加酸后溶液变为黄色新制饱和氮水IV.加噸时瀋液变为无色； 加酸后无色港液靈为浅黄 绿色(1) 用离子方程式解释现象I中出现胶状沉淀的原因：.。(2) II中加碱时出现的现象是，此现象说明溶液中发生反应的离子方程式是。(3) III中加碱时出现的现象 。(4) 用离子方程式解释IV中加碱时出现的现象：.(5) 滴加试剂顺序的变化，会影响溶液中的现象和发生的反应，请继续分析以下实验。实验试剂及操作现象试管滴管!:1.0 mL0.1 molL-1 Fe(NO3)2 溶液先滴加 1.5 mL 1.0 moL-1H2SO4溶液；再滴加 1.0 mL 0.5 moL-1NaOH溶液V.加酸时溶液无明显 现象；加碱后溶液依然 没有明显变化 探究加酸时 Fe(NO3)2 溶液中是否发生了反应：向1.0 mL 0.1 molLT Fe(NO3)2溶液中，溶液立即变红，说明溶液中含Fe3+，证明加酸时溶液中发生了反应。推测溶液中产生Fe3+的可能原因有两种：a. 酸性条件下，0.1 moLL-1 Fe(NO3)2溶液中的Fe2+被NO3索化；b. (用离子方程式表示)。7. (14分)为探究FeCI3溶液中的离子平衡和离子反应，某小组同学进行了如下实验。(1) 配制 50 mL 1.0 moIL1 的 FeCI3 溶液，测其 pH 约为 0.7，即 c(H+) = 0.2 mot1。用化学用语解释FeCI3溶液呈酸性的原因：。 下列实验方案中，能使FeCI3溶液pH升高的是 (填字母序号)。a.加水稀释 b.加入FeCI3固体c.滴加浓KSCN溶液 d.加入NaHCO3固体(2) 小组同学利用上述FeCI3溶液探究其与足量锌粉的反应。实验操作及现象如下：操作现象向反应瓶中加入6.5 g锌粉，然后 加入 50 mL 1.0 moIL-1 的 FeCI3 溶 液，搅拌溶液温度迅速上升，稍后出现红褐色沉淀， 同时出现少量气泡；反应一段时间后静置， 上层溶液为浅绿色，反应瓶底部有黑色固体收集检验反应过程中产生的气体集气管口靠近火焰，有爆鸣声已知：Zn的性质与a|相似，能发生反应：Zn + 2NaOH =Na2ZnO2 + H2 T 结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因：。 用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因：。 分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物质。i. 黑色固体可以被磁铁吸引；ii. 向黑色固体中加入足量的 NaOH 溶液，产生气泡；iii. 将 ii 中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡；iv. 向 iii 反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，无变化。a. 黑色固体中一定含有的物质。b. 小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4,理由是。(3)为进一步探究上述1.0 moIL-i FeCI3溶液中Fe3+和 H+氧化性的相对强弱，继续实验并观察到反应 开始时现象如下：操作现象将5 mL 1.0 moIL1的FeCI3溶液与0.65 g锌粉混合溶液温度迅速上升，开始时几乎没有气泡将与0.65 g锌粉混合溶液中立即产生大量气泡小组同学得出结论：在1.0 moIL-1FeCI3溶液中，Fe3+的氧化性比H+更强。参考答案：【跟踪练习】选择3.D 2.B【跟踪练习】非选择1. （201404海淀一模28.）（1）2Fe2+ H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ 2也0 Fe3+3SCN-Fe（SCN）3 （不写可逆号不扣分）（2） 溶液红色褪去是因为SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应排除H2O2分解产生的0才氧化SCN-的可能（3） 0.15H2O2将Fe2+氧化为Fe3+, pH增大促进Fe3+水解形成红色Fe（OH）亍胶体取2 mL BaCl分溶液，滴加2滴0.1 molL-1KSCN溶液和5滴5%电0容液（多答盐酸或答酸化 BaCl2溶液为0分，答错一种试剂即为0分）无明显现象4. （201401海淀期末19） （10分，未标分数的空，每空1分）（1） Fe3+ 3气。=Fe（OH）3 + 3H+Cu + 2H2SO4（浓）=CuSO4 + SO2? + 2H2O（2 分）（2）H2O + SO2=H2SO3卫氓= +3 （1 分）Fe3+ + HSO3-=Fe（HSOJ2+ （1 分） （共 2 分）Fe3+ + H20 + Fe（HS03）2+= 2Fe2+ + S042 + 3H+（2分）（ 3）生成蓝色沉淀（4）加热、提高FeCJ溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间（2分）5.（201504海淀一模28） （15分）（1）2Fe3+ + 2I- 2Fe2+I2 （不写扣条件分）捡验溶液中是否大量存在吐提高平衡时溶液中的c（Fe3+）降低c（I-）不得分下一空共3分：平衡1： 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+I2 平衡2： Fe3+ + 3SCN，Fe（SCN）3 （写出任一平衡方程式即得1分）加入CCl4后，I2被CCl4萃取， 平衡1正向移动，或c（Fe3+）降低（1分），平衡2逆向移动，或cFe（SCN）3降低 （1分），所以红色 消失（2） 萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在13- 加入1 mL （1分）0.1 moLL-i KI （1分）溶 液，振荡、静置 试管 1 中液体分层，上层为无色，下层呈紫红色，试管 2 中液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色（或紫红色变浅）6. （201611 海淀期中 16.）（12 分，特殊标注外，每空 2 分）（1） 2H+ SiO32- = H,SiO3 ； （ 2）出现白色沉淀，又逐渐溶解直至消失（ 1 分）Al3+ + 3OH-= Al(OH (、Al(OH)3 +0H-= Al02-+ 2H20每个方程式 1 分）3）生成白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 （ 1 分）( 4)Cl + 20H- = Cl0- + Cl- + H 022(5)滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加1.5 mL 1.0 mdL-1 H2SO4溶液 4Fe2+ + 02 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H207.(201701海淀期末16)(14分，每空2分)（1） Fe3+ + 3H2OFe（OH）3 + 3H+ acd（2） 溶液温度升高，反应过程中出现H2使溶液中c（H+）降低，都会促进Fe3+ + 3H2O=Fe（OH）3 + 3H+正向移动，出现红褐色Fe（OH）3沉淀 2Fe3+ + Zn = 2Fe2+ + Zn2+ a. Fe 和 Znb. iii中，若存在Fe3O4，稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3+可与Fe继续反应生成Fe2+, 导致在iv中检测不到Fe3+，与没有Fe3O4得到的iv中现象相同（3）5 mL 0.2 molL-1 （或pH = 0.7）的盐酸（可不考虑Cl-对反应的影响）