某研究小組同學(xué)欲探究某袋敞口放置一段時間的名為“硫酸亞鐵家庭園藝精品肥料”的花肥的主要成分及相關(guān)性質(zhì)。
首先對該花肥的成分進行了如下假設(shè):
a.只含有FeSO4
b.含有FeSO4和Fe2(SO4)3
c.只含有Fe2(SO4)3
將花肥固體粉末溶于水中得到溶液(記為X),進行如下實驗:
實驗序號 | 操作 | 現(xiàn)象 |
ⅰ | 取2mL溶液X,加入1mL 1mol/L NaOH溶液取 | 產(chǎn)生紅褐色沉淀 |
ⅱ | 取2mL溶液X,加入1滴KSCN | 溶液顯紅色 |
FeSO4具有還原性,露置在空氣中,容易被氧氣氧化為Fe2(SO4)3
FeSO4具有還原性,露置在空氣中,容易被氧氣氧化為Fe2(SO4)3
。(2)對實驗ⅰ的預(yù)期現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀、變?yōu)榛揖G色、最后出現(xiàn)紅褐色沉淀,預(yù)期產(chǎn)生該現(xiàn)象的依據(jù)是(用化學(xué)方程式或離子方程式表達)
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
、4Fe(OH)2+O2+H2O=4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+H2O=4Fe(OH)3
。(3)由實驗ⅱ得出的結(jié)論是
花肥中肯定有Fe2(SO4)3 假設(shè)a不成立
花肥中肯定有Fe2(SO4)3 假設(shè)a不成立
。結(jié)合實驗ⅰ、ⅱ,推測實驗ⅰ實際現(xiàn)象與預(yù)期現(xiàn)象不符的原因可能是(假設(shè)a不成立)溶液中存在Fe3+,遇NaOH產(chǎn)生紅褐色沉淀,因此看不到Fe2+與NaOH反應(yīng)生成沉淀的顏色變化(現(xiàn)象被遮蓋等)或Fe2+已全部被氧化為Fe3+,溶液中無Fe2+,因此看不到預(yù)期現(xiàn)象
(假設(shè)a不成立)溶液中存在Fe3+,遇NaOH產(chǎn)生紅褐色沉淀,因此看不到Fe2+與NaOH反應(yīng)生成沉淀的顏色變化(現(xiàn)象被遮蓋等)或Fe2+已全部被氧化為Fe3+,溶液中無Fe2+,因此看不到預(yù)期現(xiàn)象
。為進一步驗證假設(shè),小組同學(xué)進行了以下實驗:
實驗序號 | 操作 | 現(xiàn)象 |
ⅲ | 取2mL溶液X,加入1滴KSCN,再加入1mL水 | 溶液顯紅色 |
ⅳ | 取2mL溶液X,加入1滴KSCN,再加入1mL氯水 | 溶液顯紅色,顏色比ⅲ深 |
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
。(5)通過以上實驗,可得到的結(jié)論是
化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假設(shè)b成立)
化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假設(shè)b成立)
,請完整表達該結(jié)論是如何得出的實驗ⅲ證明了溶液中有Fe3+;實驗ⅳ中加入氯水后溶液顏色變深,說明Fe3+增加,也就是溶液中的Fe2+被氯水氧化為Fe3+,
實驗ⅲ證明了溶液中有Fe3+;實驗ⅳ中加入氯水后溶液顏色變深,說明Fe3+增加,也就是溶液中的Fe2+被氯水氧化為Fe3+,
因此證明原溶液中有Fe2+.即可證明溶液中既有Fe3+,也有Fe2+,即假設(shè)b成立
因此證明原溶液中有Fe2+.即可證明溶液中既有Fe3+,也有Fe2+,即假設(shè)b成立
。在明確了X的組成后,該小組同學(xué)進一步探究X與鋅粉的反應(yīng)。進行實驗ⅴ
實驗序號 | 操作 | 現(xiàn)象 |
ⅴ | 取2mL溶液X,加入少量鋅粉(m克) | 無明顯現(xiàn)象 |
該小組同學(xué)為確認(rèn)反應(yīng)的發(fā)生,查閱資料發(fā)現(xiàn)Fe2+遇鐵氰化鉀溶液產(chǎn)生藍色沉淀;據(jù)此對實驗ⅴ進行了改進,進行實驗ⅵ、ⅶ:
實驗序號 | 操作 | 現(xiàn)象 |
ⅵ | 取2mL溶液X,加入3滴鐵氰化鉀 | 產(chǎn)生藍色沉淀 |
ⅶ | 取2mL溶液X,加入少量鋅粉(m克),再加入3滴鐵氰化鉀 | 產(chǎn)生藍色沉淀,沉淀量比ⅵ多 |
Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
。【答案】FeSO4具有還原性,露置在空氣中,容易被氧氣氧化為Fe2(SO4)3;Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2+H2O=4Fe(OH)3;花肥中肯定有Fe2(SO4)3 假設(shè)a不成立;(假設(shè)a不成立)溶液中存在Fe3+,遇NaOH產(chǎn)生紅褐色沉淀,因此看不到Fe2+與NaOH反應(yīng)生成沉淀的顏色變化(現(xiàn)象被遮蓋等)或Fe2+已全部被氧化為Fe3+,溶液中無Fe2+,因此看不到預(yù)期現(xiàn)象;Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假設(shè)b成立);實驗ⅲ證明了溶液中有Fe3+;實驗ⅳ中加入氯水后溶液顏色變深,說明Fe3+增加,也就是溶液中的Fe2+被氯水氧化為Fe3+,;因此證明原溶液中有Fe2+.即可證明溶液中既有Fe3+,也有Fe2+,即假設(shè)b成立;Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
【解答】
【點評】
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