Question

【題目】某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)。回答下列問(wèn)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(shuō)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)：

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(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是_______(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③說(shuō)明：在I-過(guò)量的情況下，溶液中仍含有_____(填離子符號(hào))；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(shí)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(dòng)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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響) Fe2+ Fe3+ 可逆反應(yīng) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2 H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng) 0.80

【解析】分析：本題考查Fe2+、Fe3+的性質(zhì)探究、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、可逆反應(yīng)的探究、外界條件對(duì)鹽類水解平衡的影響和化學(xué)計(jì)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(shí)驗(yàn)②“加入K3[Fe（CN）6]生成藍(lán)色沉淀”，檢驗(yàn)Fe2+。實(shí)驗(yàn)③“加入KSCN溶液，溶液變紅”，說(shuō)明反應(yīng)后的溶液中仍含有Fe3+；即在I-過(guò)量時(shí)溶液中仍含Fe3+，由此說(shuō)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(shí)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(dòng)解釋。

（6）根據(jù)得失電子守恒列式。

詳解：（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(kāi)，排除O2對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。煤油的作用是：隔絕空氣（排除O2對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①“CCl4層顯紫色”，說(shuō)明反應(yīng)生成I2；根據(jù)實(shí)驗(yàn)②“加入K3[Fe（CN）6]生成藍(lán)色沉淀”，說(shuō)明反應(yīng)生成Fe2+；根據(jù)實(shí)驗(yàn)③“加入KSCN溶液，溶液變紅”，說(shuō)明反應(yīng)后的溶液中仍含有Fe3+。實(shí)驗(yàn)②“加入K3[Fe（CN）6]生成藍(lán)色沉淀”，檢驗(yàn)Fe2+。實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③說(shuō)明，在I-過(guò)量的情況下，溶液中仍含Fe3+。由此說(shuō)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(shuō)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(shí)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(dòng)產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀。

（6）n（Cl2）==0.005mol，F(xiàn)exO中Fe的平均價(jià)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。