Question

13．某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中研究+2和+3價(jià)鐵的硝酸鹽的化學(xué)性質(zhì)．
（1）他們測(cè)硝酸亞鐵溶液的pH常溫下小于7，用離子方程式解釋其原因是Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺
（2）甲同學(xué)欲配制硝酸亞鐵溶液，為防止水解，稱量一定量硝酸亞鐵晶體溶于pH=1的稀硝酸中，溶液呈深棕色，液面上方有紅棕色氣體，放置一段時(shí)間，溶液最終呈黃色．
（已知：Fe²⁺能與NO結(jié)合形成深棕色的[Fe（NO）]²⁺：Fe²⁺+NO?[Fe（NO）]²⁺）
①液面上方紅棕色氣體是NO₂
②經(jīng)檢驗(yàn)黃色溶液中有Fe³⁺．檢驗(yàn)Fe³⁺的操作是取少量黃色溶液于試管中，滴入KSCN溶液，溶液顯紅色，證明含有Fe³⁺
③最初溶液中生成[Fe（NO）]²⁺使溶液呈深棕色，最終溶液變黃色的原因是在稀硝酸中Fe²⁺被NO₃^-氧化為Fe³⁺，使c（Fe²⁺）降低，F(xiàn)e²⁺+NO?〔Fe（NO）]²⁺的平衡向左移動(dòng)，當(dāng)Fe²⁺被完全氧化為Fe³⁺時(shí)，溶液由深棕色變?yōu)辄S色
（3）甲同學(xué)繼續(xù)用所得溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

操作	步驟及現(xiàn)象
	i：往溶液中緩慢通入SO2，液面上方有紅棕色氣體，溶液黃色無(wú)明顯變化 ii：繼續(xù)通入足量的SO2，溶液變?yōu)樯钭厣�，一�?br />時(shí)間后，溶液變?yōu)闇\綠色

①步驟i溶液中反應(yīng)的離子方程式是2NO₃^-+3SO₂+2H₂O=3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺
②甲認(rèn)為由步驟i的現(xiàn)象得出SO₂與NO₃^-發(fā)生了反應(yīng)，沒(méi)有與Fe³⁺發(fā)生反應(yīng)，請(qǐng)判斷甲的結(jié)論是否正確并說(shuō)明原因：正確，溶液上方產(chǎn)生紅棕色的氣體，說(shuō)明NO₃^-被還原，溶液沒(méi)有深棕色出現(xiàn)，說(shuō)明Fe²⁺沒(méi)有被氧化為Fe³⁺
③步驟ii溶液變?yōu)闇\綠色，反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
④該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是SO₂的還原性比Fe²⁺的強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）亞鐵離子水解，破壞水的電離平衡，使溶液呈酸性；
（2）①硝酸具有強(qiáng)氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原生成NO，NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮；
②鐵離子遇KSCN溶液顯紅色；
③稀硝酸中亞鐵離子被氧化為鐵離子，使生成[Fe（NO）]²⁺的平衡逆向移動(dòng)，最終完全氧化為鐵離子；
（3）①往溶液中緩慢通入SO₂，液面上方有紅棕色氣體，溶液黃色無(wú)明顯變化，說(shuō)明硝酸將二氧化硫氧化為硫酸；
②溶液上方產(chǎn)生紅棕色的氣體，說(shuō)明硝酸根被還原，溶液沒(méi)有深棕色出現(xiàn)，說(shuō)明鐵離子沒(méi)有被還原為亞鐵離子；
③溶液變?yōu)闇\綠色，說(shuō)明硝酸根反應(yīng)完畢，鐵離子氧化二氧化硫，而被還原為亞鐵離子；
④氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性．

解答 解：（1）亞鐵離子水解：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，破壞水的電離平衡，使溶液呈酸性，
故答案為：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；
（2）①硝酸具有強(qiáng)氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原生成NO，NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，
故答案為：NO₂；
②檢驗(yàn)Fe³⁺的操作是：取少量黃色溶液于試管中，滴入KSCN溶液，溶液顯紅色，證明含有Fe³⁺，
故答案為：取少量黃色溶液于試管中，滴入KSCN溶液，溶液顯紅色，證明含有Fe³⁺；
③最初溶液中生成[Fe（NO）]²⁺使溶液呈深棕色，最終溶液變黃色的原因是：在稀硝酸中Fe²⁺被NO₃^-氧化為Fe³⁺，使c（Fe²⁺）降低，F(xiàn)e²⁺+NO?〔Fe（NO）]²⁺的平衡向左移動(dòng)，當(dāng)Fe²⁺被完全氧化為Fe³⁺時(shí)，溶液由深棕色變?yōu)辄S色，
故答案為：在稀硝酸中Fe²⁺被NO₃^-氧化為Fe³⁺，使c（Fe²⁺）降低，F(xiàn)e²⁺+NO?〔Fe（NO）]²⁺的平衡向左移動(dòng)，當(dāng)Fe²⁺被完全氧化為Fe³⁺時(shí)，溶液由深棕色變?yōu)辄S色；
（3）①往溶液中緩慢通入SO₂，液面上方有紅棕色氣體，溶液黃色無(wú)明顯變化，說(shuō)明硝酸將二氧化硫氧化為硫酸，反應(yīng)離子方程式為：2NO₃^-+3SO₂+2H₂O=3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺，
故答案為：2NO₃^-+3SO₂+2H₂O=3SO₄^2-+2NO↑+4H⁺；
②溶液上方產(chǎn)生紅棕色的氣體，說(shuō)明NO₃^-被還原，溶液沒(méi)有深棕色出現(xiàn)，說(shuō)明Fe²⁺沒(méi)有被氧化為Fe³⁺，該同學(xué)的說(shuō)法正確，
故答案為：正確，溶液上方產(chǎn)生紅棕色的氣體，說(shuō)明NO₃^-被還原，溶液沒(méi)有深棕色出現(xiàn)，說(shuō)明Fe²⁺沒(méi)有被氧化為Fe³⁺；
③溶液變?yōu)闇\綠色，說(shuō)明硝酸根反應(yīng)完畢，鐵離子氧化二氧化硫，而被還原為亞鐵離子，反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
④由發(fā)生的氧化還原反應(yīng)可知，該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：SO₂的還原性比Fe²⁺的強(qiáng)，
故答案為：SO₂的還原性比Fe²⁺的強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)原理分析理解，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．