Question

【題目】某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)。回答下列問題：

（1）分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是___________。

（2）甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液変紅，說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為____________。

（3）乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實驗不夠謹(jǐn)慎，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是__________。

（4）丙組同學(xué)取10mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支武管中進(jìn)行如下實驗：

①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；

②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀；

③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。

實驗②檢驗的離子是_______(填離子符號)；實驗①和實驗③說明：在I-過量的情況下，溶液中仍含有_____(填離子符號)；由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為___________。

（5）丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成，產(chǎn)生氣泡的原因是__________。生成沉淀的原因是______________(用平衡移動原理解釋)。

（6）某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中，向所得溶液通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2，恰好將Fe2+完全氧化，則x值為________。

Answer 1

【答案】防止Fe2+被氧化2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)Fe2+Fe3+可逆反應(yīng)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OFe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動0.80

【解析】

本題考查Fe2+、Fe3+的性質(zhì)探究、離子方程式的書寫、可逆反應(yīng)的探究、外界條件對鹽類水解平衡的影響和化學(xué)計算。

（1）FeCl2易被空氣中O2氧化而變質(zhì)，F(xiàn)e能與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+。

（2）FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。

（3）煤油難溶于水，煤油的密度比水小，煤油的作用是隔絕空氣。

（4）實驗②“加入K3[Fe（CN）6]生成藍(lán)色沉淀”，檢驗Fe2+。實驗③“加入KSCN溶液，溶液變紅”，說明反應(yīng)后的溶液中仍含有Fe3+；即在I-過量時溶液中仍含Fe3+，由此說明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

（5）H2O2與酸化的FeCl2溶液反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。一段時間后溶液中有氣泡出現(xiàn)，H2O2在Fe3+催化下分解產(chǎn)生O2。生成的紅褐色Fe（OH）3沉淀用Fe3+水解平衡的移動解釋。

（6）根據(jù)得失電子守恒列式。

（1）由于FeCl2易被空氣中O2氧化而變質(zhì)，加入Fe能與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+，在FeCl2溶液中加入少量鐵屑可防止Fe2+被氧化，在FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是：防止Fe2+被氧化。

（2）氯水將FeCl2氧化成FeCl3，F(xiàn)eCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。

（3）煤油難溶于水，煤油的密度比水小，煤油將FeCl2溶液與空氣隔開，排除O2對實驗的影響。煤油的作用是：隔絕空氣（排除O2對實驗的影響）。

（4）根據(jù)實驗①“CCl4層顯紫色”，說明反應(yīng)生成I2；根據(jù)實驗②“加入K3[Fe（CN）6]生成藍(lán)色沉淀”，說明反應(yīng)生成Fe2+；根據(jù)實驗③“加入KSCN溶液，溶液變紅”，說明反應(yīng)后的溶液中仍含有Fe3+。實驗②“加入K3[Fe（CN）6]生成藍(lán)色沉淀”，檢驗Fe2+。實驗①和實驗③說明，在I-過量的情況下，溶液中仍含Fe3+。由此說明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

（5）向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變?yōu)樽攸S色，說明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。一段時間后溶液中有氣泡出現(xiàn)，生成的Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2，產(chǎn)生氣泡的原因是：Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2。生成的紅褐色沉淀為Fe（OH）3，生成沉淀的原因是：在溶液中Fe3+存在水解平衡（Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+），鹽類水解為吸熱反應(yīng)，H2O2分解放熱，溫度升高，促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀。

（6）n（Cl2）==0.005mol，F(xiàn)exO中Fe的平均價態(tài)為+，通入Cl2后Fe元素全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，根據(jù)得失電子守恒，x（3-）=0.005mol2，解得x=0.80。