19.探究pH對FeSO4溶液的配制和保存的影響。
Ⅰ.FeSO4溶液的配制
將0.28g(1×10-3mol)FeSO4?7H2O分別溶于10mL蒸餾水或10mL稀硫酸,現(xiàn)象如表:
編號 |
溶劑 |
溶液性狀 |
① |
蒸餾水 |
淺黃色澄清溶液 |
pH=3.8;滴加1mol/LKSCN溶液無明顯變化 |
② |
0.01mol/LH2SO4 |
無色澄清溶液 |
pH=1.8;滴加1mol/LKSCN溶液微微變紅 |
③ |
2mol/LH2SO4 |
無色澄清溶液 |
滴加1mol/LKSCN溶液微微變紅 |
(1)用離子方程式表示①中溶液顯酸性的主要原因
。
(2)甲同學(xué)認(rèn)為①溶液中一定有+3價(jià)鐵。他用激光筆照射“溶液”,觀察到光路;向含有KSCN的①溶液中滴入試劑a,溶液變紅,說明其推斷正確。試劑a是
。
Ⅱ.FeSO
4溶液的保存
將實(shí)驗(yàn)Ⅰ中配制的三份溶液分別在空氣中放置24小時后,記錄如表。
編號 |
溶液性狀 |
① |
橙色渾濁 |
用H2SO4酸化后,濁液變澄清,再滴加1mol/LKSCN溶液后變深紅 |
② |
無色溶液 |
滴加1mol/L的KSCN溶液后顯淺紅色 |
③ |
無色溶液 |
滴加1mol/L的KSCN溶液后顯紅色,顏色比②略深 |
(3)①中的渾濁主要是FeOOH,用離子方程式表示其生成過程
。
(4)該實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)論:保存FeSO
4溶液的最佳pH是
。
(5)進(jìn)一步探究pH對FeSO
4變質(zhì)影響的原因。用如圖所示裝置完成實(shí)驗(yàn)(滴加試劑時溶液體積和導(dǎo)電性變化可忽略)。向右池持續(xù)穩(wěn)定通入氧氣,待電流計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后:
i.向左池滴加濃硫酸至c(H
2SO
4)接近2mol/L,電流沒有明顯變化;
ii.向右池滴加等量濃硫酸,電流明顯增大。
已知:電流增大表明化學(xué)反應(yīng)速率加快,在該實(shí)驗(yàn)條件下與物質(zhì)的氧化性(還原性)增強(qiáng)有關(guān)。
a.結(jié)合電極反應(yīng)式分析ii中電流增大的原因
。
b.依據(jù)實(shí)驗(yàn)i和ii推斷:③比②中FeSO
4更易變質(zhì)的原因是
。
c.按上述原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證實(shí)①中FeSO
4更易變質(zhì)的主要原因是Fe
2+的還原性增強(qiáng),氧化速率加快,而與氧氣性質(zhì)變化關(guān)系不大。實(shí)驗(yàn)方案及預(yù)期現(xiàn)象是:向右池持續(xù)穩(wěn)定通入氧氣,待電流計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后,
。