两组同学对铁及其化合物的性质进行探究.

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  • 解题思路:(1)①根据浓硫酸的强氧化性结合图象中各时间段的变化解答;②FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,发生络合反应,溶液呈红色,若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去,可能溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态,也可能溶液中的SCN-被过量的氯水氧化;(2)根据氧化还原反应中得失电子数目相等来回答,若HNO3只被还原成NO,1个氮原子从+5价变为+2价得3个电子,1个铁变为+3价失去3个电子或变为+2价失去2个电子;

    (1)①在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,是因为金属铁被浓硫酸氧化,表面生成一层致密的氧化膜,这种氧化膜不溶于浓硫酸,是金属铁的钝化现象;t1~t2时间段,发生反应2Fe+6H2SO4(浓)

    .

    Fe2(SO43+3SO2↑+6H2O,反应生成的气体是SO2

    故答案为:钝化;SO2

    ②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色.发生反应:Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3.若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去,从反应物的角度考虑,有两种可能,可能是溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态,没有Fe3+,溶液不变红色,也可能是溶液中的SCN-被氧化,由于没有SCN-,溶液不变红色,如果是溶液中的SCN-被氧化,可再加SCN-,如果是溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态,可再加FeCl3溶液,

    故答案为:溶液中的SCN-被氧化;向褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,若不恢复红色,则我的假设成立(或:向褪色后的溶液中加入KSCN溶液,若恢复红色,则我的假设成立);

    (2)用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,Fe和HNO3均无剩余,若金属铁全转化为亚铁,铁失电子的量为2amol,硝酸显示酸性和氧化性,根据

    3Fe+8HNO3 =3Fe(NO32 +2NO↑+4H2O

    3 8

    a mol b mol [a/b]=[3/8],

    若金属铁全转化为三价铁,铁失电子的量为3amol,硝酸显示酸性和氧化性,根据

    Fe+4HNO3 =Fe(NO33 +NO↑+2H2O

    1 4

    a mol b mol[a/b]=[1/4] 则[a/b]的取值范围是 [1/4]<[a/b]<[3/8];若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则生成[1/3]a molFe2+,失去电子[2/3]amol,同时生成硝酸亚铁须[2/3]amol硝酸根离子; 生成[2/3]amolFe3+,失去电子2amol,同时生成硝酸铁须2amol硝酸根离子;总共失去[8/3]amol电子,HNO3只被还原成NO,1个氮原子从+5价变为+2价得3个电子,根据氧化还原反应中得失电子数目相等,需被还原的硝酸的物质的量为:[8/9]amol,总共须的硝酸根离子为[2/3]amo+2amol=[8/3]amol,所以需硝酸总的物质的量为:[8/9]amol+[8/3]amol=[32/9]amol,用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,说明硝酸全部反应,则[a/b]=[9/32],

    故答案为:[1/4]<[a/b]<[3/8],;[9/32];

    点评:

    本题考点: 铁及其化合物的性质实验;氧化还原反应的计算.

    考点点评: 本题综合性强,主要考查了三价铁离子的检验,解题需正确获取题干信息并能灵活运用所学化学知识,进行分析问题、解决问题.