内容正文:
“双液原电池”在考试中的考查形式
一、证明氧化还原反应的发生
如何证明氯化铁与碘化钾的反应可以发生?
3ml 0.01mol/l KI 溶液 和 3ml 0.005mol/l Fe2(SO4)3溶液(pH约为1)
K闭合时,指针向右偏转。b作 极
2Fe3+ +2I- ⇌ 2Fe2++I2
某同学取实验I中少量溶液进行实验,检测到有,得出S2–被氧化成的结论,丙同学否定了该结论,理由是________。
如何设计实验,证实该条件下的确可以将S2–氧化成。
二、排除氧化剂与氧化产物(或还原剂与还原产物)的相互干扰
为什么Ag+和I-在同一体系中只发生沉淀而不发生氧化还原?
物质性质角度:氧化性、还原性随浓度变化而变化
化学反应角度:速率、限度的竞争或协同
三、解决溶液中多种反应竞争问题
避免氧化性、还原性离子直接接触,发生沉淀反应引起离子浓度的降低,导致离子氧化性、还原性减弱
(排除银离子与碘离子接触产生沉淀的影响)
在水溶液中,由于水解、电离及反应过程中的产物等原因造成微粒种类较多,微粒相互间的反应可能比较复杂,存在多种相互竞争的反应,对反应原理的研究造成干扰。双液原电池装置可以将氧化剂、还原剂及其相关产物隔离开来,是排除干扰因素很好的方法。
三、解决溶液中多种反应竞争问题
Cu + I2 = Cu2+ + I- ,
由于氧化产物和还原产物相互作用2Cu2+ + 4I- = CuI↓+I2,
若将Cu与 I2水直接混合无法检验到Cu2+,如何改进呢?
四、用电化学装置从平衡移动角度验证氧化还原反应为可逆反应
(1)如何证明氯化铁与碘化钾的反应是可逆反应?
思路:建立平衡→改变条件→平衡移动
还原剂、氧化产物
氧化剂、还原产物
【2021北京】用电化学装置从平衡移动角度验证Ag+ + Fe2+ ⇌Fe3+ + Ag为可逆反应。
先建立平衡,再改变条件,发生平衡移动。
C
FeSO4溶液
AgNO3溶液
ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动。Fe2+向Fe3+转化。
用化学平衡移动原理解释原因: 。
五、用电化学装置探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系
据氧化还原反应的规律,推测ⅰ中Fe2+ 向Fe3+ 转化的原因是什么?
外加Ag+ 使c(I-) 降低,导致I-的还原性弱于Fe2+
2I- + 2e- ⇌ I2
Fe3+ + e-⇌ Fe2+
当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管中滴加0.01 mol·L-1 AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是 。
据氧化还原反应的规律,推测ⅰ中Fe2+ 向Fe3+ 转化的原因是:外加Ag+ 使c(I-) 降低,导致I-的还原性弱于Fe2+
左管产生黄色沉淀,指针向左偏转
按照上面的原理,请用右图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe2+向Fe3+转化的原因。
操作是 。
2021北京真题
三、当有干扰反应存在时,证明其中氧化还原反应的存在
探究Ag+与SCN-反应的情况:
现象:生成白色沉淀,长时间观察,溶液和沉淀均未发生颜色改变。
Ag++SCN-= AgSCN (白色沉淀)
某同学认为,理论上Ag+能够氧化SCN-,为证明其猜想,如何设计实验?
现象:电流计指针发生偏转,a电极上产生具有金属光泽的物质,b电极附近的溶液发生颜色变化。
避免氧化性、还原性离子直接接触,发生沉淀反应引起离子浓度的降低,导致离子氧化性、还原性减弱(排除银离子与硫氰根接触产生沉淀的影响)
该同学的设计在证明氧化还原反应的优点是?
向1 mol·L−1 NaNO2溶液(pH=8)溶液中滴加1 mol·L−1 FeSO4溶液(pH=4) ,现象是滴入1滴FeSO4溶液,溶液变黄色,继续滴加,溶液变为棕色。查阅资料:溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应 。
NO2−+e−+H2O== NO↑+2OH−
证实Fe2+被NO2−氧化生成Fe3+
实验І
3 mL 0.01 mol L-1
KI溶液
3 mL 0.005 mol L-1
Fe2(SO4)3溶液(pH约为1)
棕黄色溶液
分成三等份
数滴 0.01 mol L-1
AgNO3溶液
1 mL 1 mol L-1
FeSO4溶液
1 mL H2O
产生黄色沉淀,溶液褪色
溶液变浅
溶液变浅,比 ii 略深
i.
ii.
iii.
实验Ⅱ
实验І
3 mL 0.01 mol L-1
KI溶液
3 mL 0.005 mol L-1
Fe2(SO4)3溶液(pH约为1)
棕黄色溶液
分成三等份
数滴 0.01 mol L-1
AgNO3溶液
1 mL 1 mol L-1
FeSO4溶液
1 mL H2O
产生黄色沉淀,溶液褪色
溶液变浅
溶液变浅,比 ii 略深
i.
ii.
iii.
实验Ⅱ
实验І
3 mL 0.01 mol L-1
KI溶液
3 mL 0.005 mol L-1
Fe2(SO4)3溶液(pH约为1)
棕黄色溶液
分成三等份
数滴 0.01 mol L-1
AgNO3溶液
1 mL 1 mol L-1
FeSO4溶液
1 mL H2O
产生黄色沉淀,溶液褪色
溶液变浅
溶液变浅,比 ii 略深
i.
ii.
iii.
实验Ⅱ
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