搜索
北京高考化学实验探究问题【2017北京】某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。置换反应规律的验证?普遍性?特殊性规律的普遍性（1）检验产物①取出少量黑色固体，洗涤后，加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀，证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2+。Fe+2Ag+=Fe2++2Ag答案的开放性：加入过量稀HCl（H2SO4），有气泡产生，固体部分溶解。规律的特殊性（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是2Fe3++Fe=3Fe2+。异常现象探究甲:结合证据——溶液呈黄色乙:依据原理——铁离子与铁单质的反应实验探究①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀，较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀，较30min时量少；溶液红色较30min时变浅（资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）乙同学错了吗？速率问题？序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀，较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀，较30min时量少；溶液红色较30min时变浅实验探究3min30min120min序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀，较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀，较30min时量少；溶液红色较30min时变浅白色沉淀AgSCN：随着时间的延长，沉淀量逐渐减少溶液颜色Fe(SCN)3：随着时间的延长，红色先加深后变浅c(Ag+)不断降低、c(Fe3+)先升高后降低实验探究实验探究②对Fe3+产生的原因作出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；假设b：空气中存在O2，由于（用离子方程式表示），可产生Fe3+；假设c：酸性溶液中的NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；假设d：根据现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。实验探究Fe3+来源a.铁粉表面氧化层b.O24Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2Oc.NO3-(H+)d.Ag+存在证据是白色沉淀的生成假设的提出要有理、有据、符合客观事实！实验探究的一般程序异常现象提出假设实验探究得出结论对比实验（控制变量）除杂检验产物③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅰ：向硝酸酸化的0.05mol·L-1NaNO3溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。Fe3+来源a.铁粉表面氧化层b.O2c.NO3-(H+)d.Ag+×××？严格的对比实验（控制变量）实验Ⅱ可证实假设d成立：装置如右图。其中甲溶液是FeSO4溶液，操作及现象是分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深。排除干扰因素后，体系中氧化性微粒只有Ag+原电池反应避免了氧化剂与还原剂的直接接触（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：溶液中存在反应：①2Ag++Fe=Fe2++2Ag②Ag++Fe2+=Fe3++Ag③Fe+2Fe3+=3Fe2+反应开始时，c(Ag+)大，以反应①、②为主，c(Fe3+)增大。约30min后，c(Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小。?c(Ag+)不断降低?Fe过量①②产生Fe3+③消耗Fe3+反应物及其变化生成物及其变化影响c(Fe3+)升高反应起始时主要矛盾次要矛盾反应后期作用结果Ag+产生Fe3+Fe消耗Fe3+c(Fe3+)降低Ag+产生Fe3+Fe消耗Fe3+c(Ag+)降低主次矛盾发生翻转！酸溶液中的H+和OH-H+OH-全部由水电离产生酸电离出的H+水电离出的H+主要矛盾次要矛盾矛盾的主要方面矛盾的次要方面（可忽略）（不可忽略）Kw=c(H+)?c(OH-)=[c(H+)水+c(H+)酸]?c(OH-)水?c(H+)酸?c(OH-)水NaHCO3（碱性）HCO3-H++CO32-HCO3-+H2OH2CO3+OH-主次NaHSO3（酸性）HSO3-H++SO32-HSO3-+H2OH2SO3+OH-次主判断0.1mol/L一元弱酸HX和等浓度、等体积的NaX溶液混合后离子浓度的大小关系。HXH++X-X-+H2OHX+OH-讨论①电离程度水解程度溶液显酸性②电离程度水解程度溶液显碱性c(X-)c(Na+)c(HX)c(H+)c(OH-)c(HX)c(Na+)c(X-)c(OH-)c(H+)电离水解“过量还原铁粉与新制氯水的反应”相似情境Cl2+H2OHCl+HClO不同的时刻从反应体系中取样，滴加KSCN，预测反应现象。反应起始时主要矛盾次要矛盾反应后期氯水产生Fe3+Fe消耗Fe3+次要矛盾主要矛盾氯水浓度的降低使主次矛盾发生翻转！27.向装有过量还原铁粉的试管中加入新制氯水，振荡、静置后从上层清液中取样，等分成两份，一份滴加KSCN溶液后显红色，另一份滴加K3Fe(CN)6（铁氰化钾）溶液后出现特征蓝色沉淀。下列说法不正确的是A.氯水具有较强的氧化性，可以将Fe氧化成Fe3+B.反应开始时，Fe、Fe3+、Fe2+共存于试管中C.反应过程中，溶液中c(Fe3+)不断升高D.溶液中的Fe2+有可能来自于铁粉与氯水中H+的反应2020年普通高中学业水平考试等级性考试抽样测试20．某小组同学以不同方案探究Cu粉与FeCl3溶液的反应。（1）甲同学向FeCl3溶液中加入Cu粉，观察到溶液的颜色变为浅蓝色，由此证明发生了反应，其离子方程式是。（2）乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生：将Cu粉加入到滴有少量KSCN的FeCl3溶液中，观察到溶液红色褪去，有白色沉淀A产生。反思与启示1.关注规律的普遍性与特殊性，教学中不可将规律固化。2.关注反应的条件！尤其是浓度、温度等常见的化学反应条件对热力学和动力学产物的控制。本题中，c(Ag+)的变化不仅影响其氧化性强弱，同时影响化学反应的速率。3.关注化学变化中的哲学原理。4.关注日常教学中实验素材的挖掘与研究。谢谢！谢谢你的阅读?知识就是财富?丰富你的人生