Question

【題目】實驗小組研究二價鐵的氧化反應，設計如下實驗。

實驗序號	試劑及操作	現(xiàn)象
Ⅰ		現(xiàn)象a：生成白色沉淀，最終轉變?yōu)榧t褐色 現(xiàn)象b：……
Ⅱ		現(xiàn)象c：溶液略呈黃色 現(xiàn)象d：溶液呈紅色

（1）實驗所用的Fe(NO3)2溶液由Fe(NO3)3溶液和足量鐵粉反應制得，離子方程式是___________________________________。

（2）實驗I中白色沉淀轉變?yōu)榧t褐色的化學方程式是______。

（3）現(xiàn)象b是______。

（4）實驗小組對實驗II中何種物質氧化Fe2+進行研究，提出兩種假設：

i．酸性條件下，O2氧化了Fe2+

ii．酸性條件下， _______

①將假設ii補充完整。

②設計實驗，證實了假設i 不是實驗II中氧化Fe2+的主要原因。將實驗方案和現(xiàn)象補充完整。

步驟1：向1.0 mL ______溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液；

步驟2：向上述所得溶液中滴加KSCN溶液，觀察到______。

③向步驟2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH約為5，檢測到有Fe3+產(chǎn)生。

（5）綜合上述實驗，說明二價鐵的氧化反應與______因素有關。

Answer 1

【答案】2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色 NO3－氧化了Fe2+ 0.1 mol·L-1 FeSO4 溶液無明顯變化 溶液酸堿性強弱、氧化劑種類及二價鐵的存在形式（其他合理答案給分）

【解析】

（1）Fe3+與Fe發(fā)生氧化還原反應生成Fe2+；

（2）實驗I中Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應生成Fe(OH)2白色沉淀，被空氣中的氧氣氧化后迅速從白色變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；

（3）Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化變?yōu)榧t褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后發(fā)生酸堿中和反應；

（4）①H+與NO3-結合生成硝酸，硝酸具有氧化性，可將Fe2+氧化；

②根據(jù)控制變量法進行設計；

（5）根據(jù)實驗的過程和實驗現(xiàn)象判斷。

（1）Fe3+與Fe發(fā)生氧化還原反應生成Fe2+，離子方程式為：2Fe3+ + Fe =3Fe2+；

（2）實驗I中Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應生成Fe(OH)2白色沉淀，被空氣中的氧氣氧化后迅速從白色變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，反應方程式為：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；

（3）Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化變?yōu)榧t褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后發(fā)生酸堿中和反應，紅褐色沉淀溶解，溶液變?yōu)辄S色；

（4）①在酸性條件下，NO3-具有氧化性，可將Fe2+氧化，因此假設ii為酸性條件下，NO3－氧化了Fe2+；

②根據(jù)控制變量法可知，要證明氧化劑為氧氣，需要排除硝酸根離子的干擾，因此，可以改向1.0 mL0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1H2SO4溶液；

（5）根據(jù)實驗的過程和實驗現(xiàn)象可知，二價鐵的氧化反應與溶液的酸堿性、氧化劑種類及二價鐵的存在形式等因素有關。