實驗1:探究氧化還原作用
我們將會探究一些在試管內進行的氧化還原反應。需要做的實驗包括:
a)硫酸鐵(II)溶液溶液與溴水的反應
b)亞硫酸鈉溶液與酸化重鉻酸鉀溶液的反應
c)硫酸鐵(II)溶液與酸化高錳酸鉀溶液的反應
d)硫酸鐵(III)溶液與碘化鉀溶液的反應
可參考關於氧化還原作用區第2b節資料
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 (配戴護目鏡) |
注意: |
1 a)把4cm3硫酸鐵(III)溶液倒入一支試管內(這支試管稱為A)。
b)把硫酸鐵(II)溶液倒入另外兩枝試管(每支為4cm3,並把兩者試管分別稱為B和C)。
2)用滴管把10滴稀氫氧化鈉溶液加入盛有硫酸鐵(III)溶液的試管A裏。(如圖E1所示)
3)再用滴管把10滴稀氫氧化鈉溶液加入盛有硫酸鐵(II)溶液的試管B裏。(如圖E2所示)
4)運用滴管把6滴溴水加入另一支盛有硫酸鐵(II)溶液的試管C內,再加入10滴稀氫氧化鈉溶液。(如圖E3所示)
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 圖E2:試管B |
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5)記錄觀察結果。
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 圖E5:試管B |
 圖E6:試管C |
試管A:生成紅棕色沉澱物
試管B:生成綠色沉澱物
試管C:生成紅棕色沉澱物
試管A和B為本實驗中的對照實驗。
結論:
在試管C中,因鐵(II)離子在實驗中,它會生成似試管A反應後產生的紅棕色沉澱物,由此得知生成物含鐵(III)離子。因此鐵(II)離子被氧化成鐵(III)離子,為該反應的還原劑。
Fe2+(aq)→Fe3+(aq)+e-
而溴也由棕色變為無色的溴離子。因此溴被還原成溴離子,是該反應的氧化劑。
Br2(aq)+2e-→2Br-(aq)
(配戴護目鏡) |
 (酸化重鉻酸鉀溶液) |
6)把4cm3酸化重鉻酸鉀溶液倒入一支試管內(這支試管稱為D)。
7)用滴管把亞硫酸鈉溶液逐滴加入試管D內,直至具明顯的顏色變化為止(並每次加入溶液後需要充分搖勻)。
(如圖E7所示)
圖E7:試管D
8)記錄溶液顏色變化。
圖E8:試管D
試管D內的酸化重鉻酸鉀溶液顏色由橙色變為綠色。
結論:
由於酸化重鉻酸鉀溶液顏色由橙色變為綠色,所以重鉻酸根離子在進行還原作用,生成鉻(III)離子。為該反應的氧化劑。
Cr2O72-(aq)+14H+(aq)+6e-→2Cr3+(aq)+7H2O(l)
而亞硫酸根離子則進行氧化作用,生成硫酸根離子。為該反應的氧化劑。
SO32-(aq)+H2O(l)→SO42-(aq)+2H+(aq)+2e-
(配戴護目鏡) |
9)把1cm3酸化高錳酸鉀溶液倒入一支試管內(這支試管稱為E)。
10)用滴管把硫酸鐵(II)溶液逐滴加入試管E內,直至具明顯的顏色變化為止(並每次加入溶液後需要充分搖勻)。
(如圖E9所示)
圖E9:試管E
11)記錄溶液顏色變化。
圖E10:試管E
試管E的高錳酸鉀溶液顏色由紫色變為黃色。
結論:
由於高錳酸根離子被還原為錳(II)離子,所以高錳酸鉀溶液的顏色會由紫色變為無色。因此高錳酸鉀溶液為本實驗的氧化劑。
MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e-→Mn2+(aq)+4H2O(l)
而鐵(II)離子被氧化為鐵(III)離子,所以硫酸鐵(II)溶液的顏色會由綠色變為黃色。因此硫酸鐵(II)溶液為還原劑。
Fe2+(aq)→Fe3+(aq)+e-
(配戴護目鏡) |
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12)把4cm3碘化鉀溶液倒入一支試管內(這支試管稱為F)。
13)用滴管把硫酸鐵(III)溶液逐滴加入試管F內,直至具明顯的顏色變化為止(並每次加入溶液後需要充分搖勻)。
(如圖E11所示)
圖E11:試管F
14)記錄溶液顏色變化。
圖E12:試管F
試管F的碘化鉀溶液由無色變為棕色。
結論:
由於碘離子被氧化成碘,因此碘化鉀溶液由無色變為棕色。所以碘化鉀溶液便作為該反應的還原劑。
2I-(aq)→I2(aq)+2e-
而鐵(III)離子也被還原成鐵(II)離子,因此硫酸鐵(III)溶液由黃色變為綠色。所以硫酸鐵(III)溶液便作為該反應的氧化劑。
Fe3+(aq)+e-→Fe2+(aq)
注:由於棕色較綠色為深,所以反應後溶液呈棕色。
