Question

【題目】某學習小組研究溶液中Fe2+的穩(wěn)定性，進行如下實驗，記錄結果。

【實驗Ⅰ】

物質	0 min	1min	1h	5h
FeSO4	淡黃色	桔紅色	紅色	深紅色
(（NH4)2Fe(SO4)2	幾乎無色	淡黃色	黃色	桔紅色

（1）上述(NH4)2Fe(SO4)2溶液pH小于FeSO4的原因是_____________（用離子方程式表示）。溶液的穩(wěn)定性：FeSO4_______(NH4)2Fe(SO4)2（填“＞”或“＜”）。

（2）甲同學提出實驗Ⅰ中兩溶液的穩(wěn)定性差異可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH4+保護了Fe2+，因為NH4+具有還原性。進行【實驗Ⅱ】，否定了該觀點，請補全該實驗。

操作	現象
取__________,滴加_______，觀察。	與實驗Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液現象相同。

（3）乙同學提出【實驗Ⅰ】中兩溶液的穩(wěn)定性差異是溶液酸性不同導致，進行【實驗III】，分別配制0.8 molL—pH為1、2、3、4的FeSO4溶液，觀察，發(fā)現pH＝1的FeSO4溶液長時間無明顯變化，pH越大，FeSO4溶液變黃的時間越短。

資料顯示：亞鐵鹽溶液中存在反應4Fe2+＋O2＋10H2O 4Fe(OH)3＋8H+

由【實驗III】，乙同學可得出實驗的結論是___________________________，原因是___________________________________________________________。

（4）進一步研究在水溶液中Fe2+的氧化機理。測定同濃度FeSO4溶液在不同pH條件下，Fe2+的氧化速率與時間的關系如圖（實驗過程中溶液溫度幾乎無變化）。反應初期，氧化速率都逐漸增大的原因可能是__________________________________________。

（5）綜合以上實驗，增強Fe2+穩(wěn)定性的措施有__________________________。

（6）向溶液中加入一定量H2O2氧化Fe2＋。為確定加入H2O2的量，需先用K2Cr2O7標準溶液滴定濾液中的Fe2＋，離子方程式如下：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

①在向滴定管注入K2Cr2O7標準溶液前，滴定管需要檢漏、用蒸餾水洗滌和_____________________，應選用___________式滴定管。

②若滴定xmL濾液中的Fe2＋，消耗amol·L—1K2Cr2O7標準溶液bmL，則濾液中c(Fe2＋)=______mol·L-1。

Answer 1

【答案】 NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+ ＜ 取2 mL pH＝4.0的0.80 mol·L－1 FeSO4溶液 加2滴0.01 mol·L－1 KSCN溶液 溶液pH越小，Fe2+越穩(wěn)定 溶液中存在平衡4Fe2+＋O2＋10H2O 4Fe(OH)3＋8H+， c（H+）大，對平衡的抑制作用強，Fe2+更穩(wěn)定 生成的Fe(OH)3對反應有催化作用 加一定量的酸；密封保存 用重鉻酸鉀溶液潤洗2-3次 酸式 6ab/x

【解析】(1)FeSO4溶液中只有Fe2+的水解使溶液呈弱酸性，而(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+和NH4+都水解使溶液呈弱酸性，所以(NH4)2Fe(SO4)2溶液pH小于FeSO4溶液的pH，即增加了NH4+的水解，反應的離子方程式為 NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+；根據表中顏色的變化快慢分析，FeSO4溶液與KSCN溶液反應1min時的顏色和(NH4)2Fe(SO4)2溶液與KSCN溶液反應5h的顏色相同，說明FeSO4的穩(wěn)定性弱于(NH4)2Fe(SO4)2；

(2)甲同學提出實驗Ⅰ中兩溶液的穩(wěn)定性差異可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH4+保護了Fe2+，那么我們可以取與(NH4)2Fe(SO4)2溶液體積相同、濃度相同、pH相同的不含NH4+的FeSO4溶液做對比實驗。即取2 mL pH＝4.0的0.80 mol·L－1 FeSO4溶液，加2滴0.01 mol·L－1 KSCN溶液進行實驗，實驗的結果與實驗Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液的實驗現象相同，說明有沒有NH4+的存在，實驗結果是一樣的，從而否定了甲同學的觀點；

(3)根據實驗III的結果說明FeSO4溶液的的pH越小，FeSO4越穩(wěn)定，與KSCN溶液反應越不易；根據亞鐵鹽溶液中存在的化學平衡4Fe2+＋O2＋10H2O 4Fe(OH)3＋8H+可知，pH越小，c(H+)越大，對平衡的抑制作用越大，FeSO4越穩(wěn)定；

(4)根據亞鐵鹽溶液中存在的化學平衡4Fe2+＋O2＋10H2O 4Fe(OH)3＋8H+可推測，生成的Fe(OH)3對反應有催化作用，且反應初期生成的c(H+)小，對反應的抑制作用很小；

(5)綜合以上實驗，增強Fe2+穩(wěn)定性的措施可以是加入一定量的酸，增大c(H+)，減小溶液的pH，或進行密封保存，減少與空氣的接觸等；

(6)①在向滴定管注入K2Cr2O7標準溶液前，需要對滴定管依次進行檢漏、用蒸餾水洗滌和用K2Cr2O7標準溶液潤洗2-3次；由于K2Cr2O7具有氧化性，能夠氧化橡膠管，所以應用酸式滴定管盛放K2Cr2O7標準溶液；②根據消耗K2Cr2O7標準溶液的體積和濃度求得n(K2Cr2O7)=amol·L-1×b×10-3L=ab×10-3mol，由離子方程式得n(Fe2＋)=6ab×10-3mol，所以c(Fe2＋) = =mol·L-1。