Question

11．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)依據(jù)資料深入探究Fe³⁺在水溶液中的行為．
資料：
i．Fe³⁺ 在水溶液中以水合鐵離子的形式存在，如[Fe（H₂O）₆]³⁺；
[Fe（H₂O）₆]³⁺發(fā)生如下水解反應(yīng)：
[Fe（H₂O）₆]³⁺（幾乎無色）+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n（黃色）+nH₃O⁺（n=0～6）；
ii．[FeCl₄（H₂O）₂]^-為黃色．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)I

實(shí)驗(yàn)Ⅱ
分別用試管①、③中的試劑作為待測(cè)液，用色度計(jì)測(cè)定其透光率．透光率越小，溶液顏色越深；透光率越大，溶液顏色越淺．

（1）實(shí)驗(yàn)I中，試管②溶液變?yōu)闊o色的原因是加入HNO₃后，c（H⁺）增大，導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，溶液由黃色變?yōu)闊o色．
（2）實(shí)驗(yàn)I中，試管③溶液呈棕黃色與[FeCl₄（H₂O）₂]^-有關(guān)，支持此結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是試管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黃色．
（3）由實(shí)驗(yàn)Ⅱ圖1、2可知：加熱時(shí)，溶液顏色變深（填“變淺”、“變深”或“不變”）．
（4）由實(shí)驗(yàn)Ⅱ，可以得出如下結(jié)論：
[結(jié)論一]FeCl₃溶液中存在可逆反應(yīng)：[FeCl₄（H₂O）₂]^-+4H₂O?[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-得出此結(jié)論的理由是升高或降低相同溫度時(shí)，F(xiàn)eCl₃溶液透光率隨溫度變化幅度明顯大于Fe（NO₃）₃溶液，說明在FeCl₃溶液中存在水合鐵離子的水解平衡之外，還存在[FeCl₄（H₂O）₂]^-+
4H₂O?[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-．
[結(jié)論二]結(jié)論一中反應(yīng)的△H＜0（填“＞0”或“＜0”）．
（5）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)重新設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明（4）中結(jié)論一．實(shí)驗(yàn)方案：取試管①中溶液，先滴加HNO₃，再滴加幾滴NaCl溶液，最后測(cè)此溶液透光率隨溫度改變的變化情況（請(qǐng)描述必要的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象）．

Answer 1

分析 （1）由[Fe（H₂O）₆]³⁺（幾乎無色）+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n（黃色）+nH₃O⁺（n=0～6）可知，加入HNO₃后，c（H⁺）增大，導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，溶液由黃色變?yōu)闊o色；
（2）實(shí)驗(yàn)②④對(duì)比，氯化鐵溶液中加入硝酸，溶液黃色不變，氯化鐵溶液黃色為[FeCl₄（H₂O）₂]^-所致；
（3）隨著溫度升高，F(xiàn)e（NO₃）₃溶液透光率逐漸減小，說明溶液中[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n濃度增大；
（4）升高溫度溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-濃度增大；
（5）加入含有氯離子物質(zhì)，由平衡移動(dòng)增大溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-濃度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比，硝酸鐵溶液加入硝酸溶液，溶液中氫離子濃度增大，而溶液黃色褪去，信息①中平衡向左移動(dòng)，
故答案為：加入HNO₃后，c（H⁺）增大，導(dǎo)致此平衡逆向移動(dòng)，溶液由黃色變?yōu)闊o色；
（2）試管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黃色，說明氯化鐵溶液黃色為[FeCl₄（H₂O）₂]^-所致，
故答案為：試管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黃色；
（3）溫度升高，導(dǎo)致平衡[Fe（H₂O）₆]³⁺+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n+nH₃O⁺正向移動(dòng)，[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n濃度增大，溶液顏色加深；
故答案為：變深；
（4）升高或降低相同溫度時(shí)，F(xiàn)eCl₃溶液透光率隨溫度變化幅度明顯大于Fe（NO₃）₃溶液，說明在FeCl₃溶液中存在水合鐵離子的水解平衡之外，還存在[FeCl₄（H₂O）₂]^-+
4H₂O?[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-，
故答案為：升高或降低相同溫度時(shí)，F(xiàn)eCl₃溶液透光率隨溫度變化幅度明顯大于Fe（NO₃）₃溶液，說明在FeCl₃溶液中存在水合鐵離子的水解平衡之外，還存在[FeCl₄（H₂O）₂]^-+
4H₂O?[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-，△H＜0；
（5）對(duì)照實(shí)驗(yàn)②④可知，向②的溶液中加入含有氯離子物質(zhì)，增大溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-濃度，可以證明實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證（4）中結(jié)論，
故答案為：先滴加HNO₃，再滴加幾滴NaCl溶液，最后測(cè)此溶液透光率隨溫度改變的變化情況．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了對(duì)探究實(shí)驗(yàn)方案分析評(píng)價(jià)、信息獲取與遷移運(yùn)用，注意充分利用對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，是對(duì)現(xiàn)實(shí)綜合能力的考查，難度較大．