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某同学在一个烧杯里装入ag纯铁粉,然后加入200 mL 0.6 mol/L硝酸,恰好将铁粉完全溶解(假设还原产物只有NO).请完成对产物中铁元素价态的探究.

[提出假设]

假设1:产物中只有+2价铁元素.

假设2:________.

假设3:产物中既含+2价铁元素又有+3价铁元素.

[设计实验]

分别取反应后的溶液装入甲、乙两支试管中,在甲试管中滴加酸性高锰酸钾溶液;在乙试管中滴加KSCN溶液,观察现象.推测实验现象与结论:

a值的范围是________.

答案:
解析:

  答案:产物中只有+3价铁元素

  16.8 g≤a≤25.2 g

  讲析:从铁元素的价态变化来看,只可能出现三种情况:只有Fe2+、只有Fe3+、Fe2+和Fe3+混合.由于酸性高锰酸钾溶液有强氧化性,故与Fe2+相遇时会发生氧化还原反应,即酸性高锰酸钾溶液会褪色.Fe3+也具有较强的氧化性,不会与酸性高锰酸钾溶液反应.对于Fe2+、Fe3+的存在与否需要通过滴加KSCN溶液进行检验.如果甲褪色,乙中不出现红色,说明只有Fe2+;如果甲中不褪色,乙中变红,说明只有Fe3+;如果甲中褪色,乙中变红,说明同时存在Fe2+和Fe3+.对于铁与硝酸反应,可以采用极限法加以考虑.由于氧化剂与还原剂的电子得失守恒,故如果只生成Fe3+,a最小;如果只生成Fe2+,a最大.根据氧化还原反应方程式配平的一般要求可以得到相应的方程.若只生成Fe3+:Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,a=16.8 g;若只生成Fe2+:3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,a=25.2 g,所以a的取值范围为16.8 g≤a≤25.2 g.

  点评:对于实验事实的判定,主要是从反应的现象加以考虑.根据实验的现象对可能出现的化学反应原理加以分析是化学实验研究的一种重要方法.


练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:2012年苏教高中化学选修6 4.1硫代硫酸钠与酸反应速率的影响练习卷(解析版) 题型:实验题

有趣的化学实验能激发学生学习化学的兴趣,提高学习积极性,同时也活跃课堂气氛。在中学化学教材中,可以挖掘许多有趣的实验,例如:

Ⅰ.[火球游泳]水火不相容,这是人们公认的常识,从来没有看见过火球能在水面上游来游去。然而,某化学兴趣小组的同学,做了一个“火球游泳”小魔术。他在一个100毫升的烧杯里面装上自来水,然后用镊子将一块豆粒大的金属钾,轻轻地放在烧杯里,这时,烧杯里的水面上立刻生成个火球,这个火球在水面上滚来滚去,同时发生嗤嗤的响声,场景十分壮观。

Ⅱ.[“蓝瓶子”实验]在250 mL平底烧瓶中依次加入2 g氢氧化钠、100 mL蒸馏水、2 g葡萄糖(粉末),振荡使其溶解。滴入4~6滴0.2%的亚甲基蓝溶液,塞上瓶塞(如图),振荡烧瓶,溶液呈蓝色。静置,约3分钟后蓝色消失,变为无色。再次振荡,无色溶液又呈蓝色。可反复多次。已知:亚甲基蓝容易被还原。根据上述实验,回答下列问题:

(1)实验室中金属钾应保存在______________________,原因是________________________________;化学兴趣小组的同学取出一小粒金属钾的操作是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)写出Ⅰ中金属钾发生反应的离子方程式: __________________________________

________________________________________________________________________。

(3)为探究“蓝瓶子”实验是什么原因引起的,某同学做了以下实验:

A.从烧瓶中取出溶液注满一支试管,塞上橡皮塞。试管中的溶液由蓝色变为无色,再振荡试管溶液不能变蓝。

B.在原烧瓶中经A处鼓入空气,溶液又慢慢变蓝了。静置片刻后,蓝色又消失。再次鼓入空气,又慢慢变蓝。

C.为了进一步弄清是何种成分引起的,他又继续探索。从A处改通纯净的N2、CO2,都不能使烧瓶中的无色溶液变蓝。把制得的氧气从A处通入,发现上述无色溶液慢慢变为蓝色。

到此为止,“蓝瓶子”实验原理有了科学结论,请你总结“蓝瓶子”实验的变色原理:________________________________________________________________________

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