某小組研究溶液中Fe2+與NO2-、NO3-的反應(yīng)。
實驗Ⅰ |
試劑 |
現(xiàn)象 |
滴管 |
試管 |
|
1 mol?L-1FeSO4溶液 (pH=4) |
1 mol?L-1 NaNO2溶液(pH=8) |
a.滴入1滴FeSO4溶液,溶液變黃色,繼續(xù)滴加,溶液變?yōu)樽厣?小時后,無明顯變化 |
1 mol?L-1NaNO3溶液(加NaOH溶液至pH=8) |
b.持續(xù)滴加FeSO4溶液,無明顯變化。 |
資料:[Fe(NO)]
2+在溶液中呈棕色。
(1)研究現(xiàn)象a中的黃色溶液。
①用
KSCN
KSCN
溶液檢出溶液中含有Fe
3+。
②甲認為是O
2氧化了溶液中的Fe
2+.乙認為O
2不是主要原因,理由是
兩個實驗過程均有O2,但NaNO3溶液中無明顯變化
兩個實驗過程均有O2,但NaNO3溶液中無明顯變化
。
③進行實驗Ⅱ,裝置如圖。左側(cè)燒杯中的溶液只變?yōu)辄S色,不變?yōu)樽厣覀?cè)電極上產(chǎn)生無色氣泡,經(jīng)檢驗該氣體為NO.產(chǎn)生NO的電極反應(yīng)式是
NO2-+e-+H2O═NO↑+2OH-
NO2-+e-+H2O═NO↑+2OH-
。
實驗Ⅱ的目的是
證實Fe2+被NO2-氧化生成Fe3+
證實Fe2+被NO2-氧化生成Fe3+
。
(2)研究現(xiàn)象a中的棕色溶液。
①綜合實驗Ⅰ和實驗Ⅱ,提出假設(shè):現(xiàn)象a中溶液變?yōu)樽厣赡苁荖O與溶液中的Fe
2+或Fe
3+發(fā)生了反應(yīng)。進行實驗Ⅲ,證實溶液呈棕色只是因為Fe
2+與NO發(fā)生了反應(yīng)。實驗Ⅲ的操作和現(xiàn)象是
將NO通入FeSO4溶液中,溶液由淺綠色變黃色最后變棕色,將NO通入Fe2(SO4)3溶液中,無明顯變化
將NO通入FeSO4溶液中,溶液由淺綠色變黃色最后變棕色,將NO通入Fe2(SO4)3溶液中,無明顯變化
。
②加熱實驗Ⅰ中的棕色溶液,有氣體逸出,該氣體在接近試管口處變?yōu)榧t棕色,溶液中有紅褐色沉淀生成。解釋產(chǎn)生紅褐色沉淀的原因是
棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受熱生成Fe2+,加熱有利于Fe2+被氧化為Fe3+,促進Fe3+水解,產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀
棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受熱生成Fe2+,加熱有利于Fe2+被氧化為Fe3+,促進Fe3+水解,產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀
。
(3)研究酸性條件下,溶液中Fe
2+與NO
2-、NO
3-的反應(yīng)。
序號 |
操作 |
現(xiàn)象 |
ⅰ |
取1mol?L-1的NaNO2溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol?L-1FeSO4溶液 |
溶液立即變?yōu)樽厣?/td>
|
ⅱ |
取1mol?L-1的NaNO3溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol?L-1FeSO4溶液 |
無明顯變化 |
ⅲ |
分別取0.5mL 1mol?L-1的NaNO3溶液與1mol?L-1的FeSO4溶液,混合,小心加入0.5mL濃硫酸 |
液體分為兩層,稍后,在兩層液體界面上出現(xiàn)棕色環(huán) |
①ⅰ中溶液變?yōu)樽厣碾x子方程式是
Fe2++NO2-+2CH3COOH═Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO-
Fe2++NO2-+2CH3COOH═Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO-
、
Fe2++NO═[Fe(NO)]2+
Fe2++NO═[Fe(NO)]2+
。
②ⅲ中出現(xiàn)棕色的原因是
兩層液體界面上H+、NO3-與Fe2+反應(yīng),生成棕色的[Fe(NO)]2+
兩層液體界面上H+、NO3-與Fe2+反應(yīng),生成棕色的[Fe(NO)]2+
。
實驗結(jié)論:本實驗條件下,溶液中NO
2-、NO
3-的氧化性與溶液的酸堿性等有關(guān)。