1、
为探究Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液的反应规律,某小组同学进行实验如下:已知:(橙色)+ H2O⇌(黄色)+ 2H+
(1)配制溶液
序号 | 操作 | 现象 |
i | 配制饱和Na2SO3溶液,测溶液的pH | pH 约为 9 |
ii | 配制0.05 mol·L−1的K2Cr2O7溶液,把溶液平均分成两份,向两份溶液中分别滴加浓硫酸和浓 KOH 溶液,得到pH=2 的溶液A 和 pH=8 的溶液B | pH=2的溶液A 呈橙色;pH=8的溶液 B 呈黄色 |
①用化学用语表示饱和 Na2SO3溶液 pH 约为 9 的原因:__。
(2)进行实验iii 和 iv:
序号 | 操作 | 现象 |
iii | 向 2 mL 溶液 A 中滴加 3 滴饱和 Na2SO3溶液 | 溶液变绿色(含Cr3+) |
iv | 向 2 mL 溶液 B 中滴加 3 滴饱和 Na2SO3溶液 | 溶液没有明显变化 |
②用离子方程式解释 iii 中现象:__。
(3)继续进行实验v:
序号 | 操作 | 现象 |
v | 向 2 mL 饱和 Na2SO3溶液中滴加 3 滴溶液A | 溶液变黄色 |
vi | 向 2 mL 蒸馏水中滴加 3 滴溶液A | 溶液变浅橙色 |
③实验 vi 的目的是__。
④用化学平衡移动原理解释 v 中现象:__。
⑤根据实验iii~v,可推测:Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液的反应与溶液酸碱性有关,__。
⑥向实验 v 所得黄色溶液中滴加__,产生的现象证实了上述推测。
(4)继续探究溶液酸性增强对铬(VI)盐溶液氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验(已知电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大)。
a.K 闭合时,电压为a。
b.向U 型管左侧溶液中滴加 3 滴浓硫酸后,电压增大了b。
⑦上述实验说明:__。
⑧有同学认为:随溶液酸性增强,溶液中O2的氧化性增强也会使电压增大。利用如图装置选择合适试剂进行实验,结果表明O2的存在不影响上述结论。该实验方案是__,测得电压增大了 d(d < b)。
+H2O+OH- +3+8H+=2Cr3++3+4H2O 排除水的稀释对溶液颜色变化造成的影响 (橙色)+ H2O⇌(黄色)+2H+,溶液中大量的或OH-,与H+结合,导致溶液中c(H+)下降,平衡正向移动,溶液颜色变黄色 在碱性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,在酸性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,生成Cr3+ 硫酸 溶液酸性增强,铬(VI)盐溶液的氧化性增强 U型管左侧盛放pH=2的0.05 mol·L−1的K2SO4溶液,右侧盛放Na2SO3溶液,闭合K,记录电压,左侧溶液中滴加3滴浓硫酸后,再记录电压
(1)①Na2SO3溶液中会水解使溶液显碱性;
(2)②在酸性环境下,K2Cr2O7与Na2SO3发生氧化还原反应;
(3)③实验vi的目的是排除水的稀释对溶液颜色变化造成的影响;
④溶液中大量的或OH-与H+结合,导致溶液中c(H+)下降,平衡正向移动,溶液颜色变黄色;
⑤在碱性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,在酸性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,生成Cr3+;
⑥向实验v所得黄色溶液中继续滴加硫酸,溶液变绿;
(4)⑦滴加浓硫酸,电压增大,说明溶液酸性增强,K2Cr2O7溶液的氧化性增强;
⑧U型管左侧盛放同pH、同浓度的K2SO4溶液,右侧盛放Na2SO3溶液,闭合K,记录电压,左侧溶液中滴加3滴浓硫酸后,再记录电压。
(1)①Na2SO3溶液中会水解使溶液显碱性,pH约为9,其水解方程式为:+H2O+OH-,故答案为:+H2O+OH-;
(2)②酸性环境下,K2Cr2O7与Na2SO3发生氧化还原反应生成Cr3+,其离子反应方程式为:+3+8H+=2Cr3++3+4H2O,故答案为:+3+8H+=2Cr3++3+4H2O;
(3)③实验vi的目的是排除水的稀释对溶液颜色变化造成的影响,故答案为:排除水的稀释对溶液颜色变化造成的影响;
④向2 mL饱和Na2SO3溶液中滴加酸性K2Cr2O7溶液,根据(橙色)+ H2O⇌(黄色)+2H+,溶液中大量的或OH-,与H+结合,导致溶液中c(H+)下降,平衡正向移动,溶液颜色变黄色,故答案为:(橙色)+ H2O⇌(黄色)+2H+,溶液中大量的或OH-,与H+结合,导致溶液中c(H+)下降,平衡正向移动,溶液颜色变黄色;
⑤根据实验iii~v,可推测:Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液的反应与溶液酸碱性有关,在碱性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,在酸性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,生成Cr3+,故答案为:在碱性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,在酸性条件下,Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液不发生氧化还原反应,生成Cr3+;
⑥向实验v所得黄色溶液中继续滴加硫酸,溶液变绿,产生的现象证实了上述推测,故答案为:硫酸;
(4)⑦U型管左侧溶液A为pH=2的0.05 mol·L−1的K2Cr2O7溶液,滴加浓硫酸,电压增大,说明溶液酸性增强,K2Cr2O7溶液的氧化性增强,故答案为:溶液酸性增强,铬(VI)盐溶液的氧化性增强;
⑧U型管左侧盛放pH=2的0.05 mol·L−1的K2SO4溶液,右侧盛放Na2SO3溶液,闭合K,记录电压,左侧溶液中滴加3滴浓硫酸后,再记录电压,故答案为:U型管左侧盛放pH=2的0.05 mol·L−1的K2SO4溶液,右侧盛放Na2SO3溶液,闭合K,记录电压,左侧溶液中滴加3滴浓硫酸后,再记录电压。
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