Question

（11分）針對蘇教版化學I第75頁上“鐵與氧化性較弱的氧化劑（如鹽酸、硫酸銅溶液等）反應轉化為+2價鐵的化合物，如果與氧化性較強的氧化劑（如氯氣、雙氧水等）反應則轉化為+3價的化合物”的敘述，化學研究性學習小組擬通過以下實驗探究“新制的還原性鐵粉和鹽酸的反應（鐵過量）”。請你參與探究并回答有關問題：

（1）通過簡單的化學實驗檢驗反應后混合物中的二價鐵的實驗方法和現象是                                   ；但在實驗中往往又看到血紅色迅速褪去，同時溶液呈黃色，其可能的原因是：                                  ；學生在做實驗時往往滴加雙氧水的濃度過大，或者過量，還看到迅速產生大量氣泡，寫出產生該現象的化學方程式：                                        。

（2）有資料介紹“取少量反應液（含二價鐵）先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈現血紅色。若再滴加過量新制氯水，卻發現血紅色褪去。同學對血紅色褪去的原因提出各自的假設。某同學的假設是：溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態。”如果+3價鐵被氧化為FeO₄^2-，試寫出該反應的離子方程式                            。

（3）探究高鐵酸鉀的某種性質。

【實驗1】將適量K₂FeO₄固體分別溶解于pH 為 4.74、7.00、11.50 的水溶液中，配得FeO₄^2－濃度為 1.0 mmol·L^-1（1 mmol·L^—1 =10^—3 mol·L^—1）的試樣，靜置，考察不同初始 pH的水溶液對K₂FeO₄某種性質的影響，結果見圖1（注：800 min后，三種溶液中高鐵酸鉀的濃度不再改變）。

【實驗2】將適量K₂FeO₄ 溶解于pH＝4.74 的水溶液中，配制成FeO₄^2－濃度為1.0 mmol·L^-1 的試樣，將試樣分別置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒溫水浴中，考察不同溫度對K₂FeO₄某種性質的影響，結果見圖2。則

①實驗1的目的是                                                         ；

②實驗2可得出的結論是                                                   ；

③高鐵酸鉀在水中的反應為4 FeO₄^2-＋10 H₂O4 Fe(OH)₃ ＋8OH^-＋3 O₂↑。由圖1可知，800 min時，pH=11.50的溶液中高鐵酸鉀最終濃度比pH＝4.74的溶液中高，主要原因是                                                               。

 

Answer 1

【答案】

（1）先加硫氰化鉀溶液，無現象，再滴加雙氧水少許，看到溶液呈血紅色（2分）

     硫氰根被氧化（2分）       2H₂O₂       2H₂O+O₂↑（2分 必須注明催化劑）

（2）2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O==2FeO₄^2- +6Cl^-+16H⁺    (2分)

（3）①研究FeO₄^2－在不同pH溶液中的穩定性（或反應的速率）（2分）

②溫度越高，FeO₄^2－越不穩定（或與水反應的速率越快） （2分）

③pH=11.50的溶液中OH^—離子濃度大，使平衡向左移動  （2分）

【解析】略