Question

【题目】某小组同学为探究Zn与FeCl3溶液的反应，设计并完成了如下实验。

	实验	条件	现象
	ⅰ	18℃	无明显气泡，0.5 min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深，存在丁达尔现象，向混合后的溶液中加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成
	ⅱ	65℃水浴	有气泡产生，12 s后，气泡非常明显，溶液很快转为红棕色，一段时间后，红棕色消失，最后产生红棕色沉淀

(1)实验ⅰ和ⅱ中均有气体产生，该气体为 ________。

(2)实验ⅱ中产生气体的速率明显快于实验ⅰ，可能的原因是________。

(3)“加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成”说明混合溶液中存在________。

(4)实验ⅰ和ⅱ均先有气体生成，后有溶液颜色的变化。研究小组猜想，可能是此实验条件下，氧化性H+>Fe3+。

查阅资料：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。根据资料小组同学设计了如下对比实验。

实验ⅲ	实验ⅳ
	_____________

①请在表格中画出实验ⅳ的装置图 。

②进行对比实验，观察到________，得出氧化性：Fe3+>H+。

研究小组进一步分析后，将Zn粒改为Zn粉，继续进行实验。

实验	条件	现象
ⅴ	18℃，混合后不振荡	3 min后有明显的气泡产生，溶液颜色加深，存在丁达尔现象，向混合后的溶液中加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成
ⅵ	18℃，混合后振荡	气泡不明显，红棕色褪色明显，存在丁达尔现象，向混合后的溶液中加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成

③对比实验ⅴ和ⅵ，解释“气泡不明显，红棕色褪色明显”的可能原因：________。

(5)结合实验探究过程及现象，影响Zn与FeCl3溶液的反应过程的条件有________。

Answer 1

【答案】H2 温度升高，使Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移动，c(H+)增大，c(H+)增大和升高温度都会使锌与H＋反应的速率加快 Fe2+ 电压表指针偏转：实验ⅲ>实验ⅳ 将Zn粒改为Zn粉并振荡，增大了Zn与Fe3+碰撞几率，加快了Zn与Fe3+的反应 温度、碰撞几率（离子迁移速度）、粒子的氧化性强弱

【解析】

(1)Zn是比较活泼的金属，与酸性溶液中的H+发生置换反应产生H2；

(2)依据化学反应速率的影响因素分析；

(3)铁氰化钾遇Fe2+会形成蓝色沉淀；

(4)①要比较Fe3+、H+的氧化性，应该只有氧化性的微粒不同，其它条件都相同；

②根据题干条件：物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大进行分析；

③对比分析颗粒大小、接触面积对Zn与Fe3+反应的影响；

(5)对前面实验情况分析对比，找到影响反应的因素。

(1)Fe3+发生水解使溶液的pH=1.5，Zn是比较活泼的金属，能够与溶液中的H+发生置换反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑，反应产生氢气，因此有气泡产生；

(2)实验ii的温度比实验i高，升高温度，化学反应速率加快；且FeCl3是强酸弱碱盐，在溶液中存在盐的水解平衡：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，温度升高，使水解平衡正向移动，导致溶液中c(H+)增大，c(H+)增大也会使锌与H＋反应的速率加快；

(3)向i反应混合后的溶液中加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成，说明溶液中含有Fe2+；

(4)①分析比较H+、Fe3+的氧化性，应该在其它外界条件都相同，只有Fe3+、H+微粒种类的不同的条件下进行，因此设计的对比实验是将pH=1.5的0.5mol/LFeCl3溶液换成pH=1.5的盐酸，装置图为：。

②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，若在实验过程中观察到现象为：电压表指针偏转：实验ⅲ>实验ⅳ，则证明了微粒的氧化性：Fe3+>H+；

③振荡后，气泡不明显，溶液红棕色褪色明显，说明将Zn粒改为Zn粉并振荡，增大了Zn与Fe3+碰撞几率，加快了Zn与Fe3+的反应，使反应速率大大加快；

(5)通过对上述几个实验过程的探究及对实验现象的观察，可知影响Zn与FeCl3溶液的反应过程的条件有：温度、碰撞几率(离子迁移速度)、粒子的氧化性强弱。