Question

6．某化學小組欲探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，請回答下列問題：
（1）請幫他們完成以下實驗報告：
實驗目的：探究鐵及其化合物的氧化性和還原性．
試劑：鐵粉、FeCl₃溶液、FeCl₂溶液、氯水、鋅片、銅片．
實驗記錄：

序號	實驗內容	實驗現象	離子方程式	實驗結論
①	在FeCl2溶液中滴入適量氯水	溶液由淺綠色變為棕黃色		Fe2+具有還原性
②	在FeCl2溶液中加入鋅片	（不寫）	Zn+Fe2+═Zn2++Fe
③	在FeCl3溶液中加入足量鐵粉		Fe+2Fe3+═3Fe2+	Fe3+具有氧化性
④		（不寫）		Fe3+具有氧化性

實驗結論：Fe只有還原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有還原性．
（2）根據以上結論判斷，下列物質中既有氧化性，又有還原性的有：AEF．（填序號）
A．Cl₂     B．Na    C．Na⁺      D．Cl^-    E．SO₂      F．NO₂
（3）亞鐵鹽在溶液中易被氧化，而實驗室中需要純凈的亞鐵鹽溶液．那么保存亞鐵鹽溶液時可以在溶液中加入少量鐵粉以防止亞鐵鹽被氧化．
（4）檢驗亞鐵鹽溶液是否被氧化的操作步驟和現象是取少許亞鐵鹽溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，如果溶液變紅則說明亞鐵鹽被氧化．
（5）向FeCl₂溶液滴加NaOH溶液最終生成Fe（OH）₃濁液，該過程的現象為生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，此過程中發生的氧化還原反應的化學方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）實驗探究鐵離子的氧化性、亞鐵離子的還原性及相互轉化；
①在FeCl₂溶液中滴入適量氯水，生成氯化鐵，Fe元素的化合價升高；
②在FeCl₂溶液中加入鋅片，由淺綠色變化為無色，鐵元素化合價降低生成鐵單質；
③在FeCl₃溶液中加入足量鐵粉，反應生成氯化亞鐵，溶液鹽酸棕黃色變化為淺綠色，FeCl₃中Fe元素的化合價降低；
④證明鐵離子具有氧化性，利用鐵離子在硫氰酸鉀溶液中生成血紅色溶液，再加入銅片或銅粉后紅色褪去；
（2）元素化合價可以升高也可以降低的既有氧化性，又有還原性；
（3）可加入還原性Fe粉保存亞鐵鹽；
（4）亞鐵鹽被氧化生成鐵鹽，鐵離子遇KSCN溶液變為紅色；
（5）FeCl₂溶液中滴加NaOH生成Fe（OH）₃，后被空氣中氧氣氧化為Fe（OH）₃．

解答 解：（1）由實驗過程及結論可知，實驗目的是探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，
①在FeCl₂溶液中滴入適量氯水，生成氯化鐵，離子反應為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，Fe元素的化合價升高，則Fe²⁺具有還原性；
②在FeCl₂溶液中加入鋅片，由淺綠色變化為無色，鐵元素化合價降低生成鐵單質，Zn+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe，證明亞鐵離子具有氧化性；
③在FeCl₃溶液中加入足量鐵粉，反應生成氯化亞鐵，溶液顏色由棕黃色變化為淺綠色，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，FeCl₃中Fe元素的化合價降低，Fe³⁺具有氧化性；則得到實驗結論為Fe只有還原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有還原性，
④證明鐵離子具有氧化性，可以利用鐵離子在硫氰酸鉀溶液中生成血紅色溶液，再加入銅片或銅粉后紅色褪去，說明鐵離子具有氧化性氧化銅為銅離子，本身被還原為亞鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案為：探究鐵及其化合物的氧化性和還原性；

序號	實驗內容	實驗現象	離子方程式	實驗結論
①			Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
②		/		Fe2+具有氧化性
③		溶液顏色由棕黃色變化為淺綠色
④	在FeCl3溶液中加入硫氰酸鉀溶液，然后加足量Cu	/	/

（2）元素化合價可以升高也可以降低的既有氧化性，又有還原性；
A．Cl₂ 中鋁元素化合價可以升高為+1價，也可以降低為-1價，說明既具有氧化性也具有還原性，故A正確；
B．Na是金屬只能失電子具有還原性，故B錯誤；
C．Na⁺ 元素化合價只能降低，表現為氧化性，故C錯誤；
D．Cl^- 元素化合價處在最低價，化合價只能升高表現還原性，故D錯誤；
E．SO₂ 中 硫元素化合價可以升高為+6價，也可以降低為-2價，表現為氧化性和還原性，故E正確；
F．NO₂ 中氮元素化合價可以升高為+5價，也可以降低為+2價，表現為氧化性和還原性，故F正確；
故答案為：A E F；
（3）保存亞鐵鹽溶液時，在亞鐵鹽溶液中加入少量鐵粉防止亞鐵鹽被氧化，
故答案為：少量鐵粉；
（4）亞鐵鹽被氧化生成鐵鹽，鐵離子遇KSCN溶液變為紅色，則檢驗亞鐵鹽溶液是否被氧化的實驗操作為向取少許亞鐵鹽溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，如果溶液變紅則說明亞鐵鹽被氧化；故答案為：取少許亞鐵鹽溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，如果溶液變紅則說明亞鐵鹽被氧化；
（5）FeCl₂溶液中滴加NaOH生成白色的Fe（OH）₂，迅速變成灰綠色，最終被氧化為紅褐色的Fe（OH）₃，反應的方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，把握發生的氧化還原反應原理及反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重分析能力、實驗能力及歸納能力的考查，題目難度中等．