Question

【題目】某小組同學設計如下實驗，研究亞鐵鹽與H2O2溶液的反應。

【實驗I】試劑：酸化的0.5mol·L-1 FeSO4溶液(pH =0.2)，5%H2O2溶液（pH=5)。

操作	現象
取2mL上述FeSO4溶液于試管中，加入5滴5%H2O2溶液	溶液立即變為棕黃色，稍后，產生氣泡。測得反應后溶液pH = 0.9
向反應后的溶液中加入KSCN溶液	溶液變紅

（1）上述實驗中H2O2溶液與FeSO4溶液反應的離子方程式是________________________。

（2）產生氣泡的原因是______________________。

【實驗Ⅱ】試劑：未酸化的0.5mol·L-1FeSO4溶液(pH=3)，5% H2O2溶液(pH=5)

操作	現象
取2mL5%H2O2溶液于試管中， 加入5滴上述FeSO4溶液，	溶液立即變為棕黃色，產生大量氣泡，并放熱，反應混合物顏色加深且有渾濁。測得反應后溶液pH =1.4

（3）將上述混合物分離，得到棕黃色沉淀和紅褐色膠體。取部分棕黃色沉淀洗凈，加4 mol·L-1鹽酸，沉淀溶解得到黃色溶液。初步判斷該沉淀中含有Fe2O3，經檢驗還含有SO42-。檢驗棕黃色沉淀中SO42-的方法是_______________。

（4）對于生成紅褐色膠體的原因，提出兩種假設：

ⅰ.H2O2溶液氧化Fe2+消耗H+

ii. Fe2+氧化的產物發生了水解

①根據實驗Ⅱ記錄否定假設ⅰ，理由是____________________。

②實驗驗證假設ⅱ: 取__________溶液，加熱，溶液變為紅褐色，pH下降，證明假設ii成立。

（5）將FeSO4溶液加入H2O2溶液后，產生紅褐色膠體，反應的離子方程式是_________________。

【實驗Ⅲ】若用FeCl2溶液替代FeSO4溶液，其余操作與實驗Ⅱ相同，除了產生與Ⅱ相同的現象外，還生成刺激性氣味氣體，該氣體能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅但不褪色。

（6）產生刺激性氣味氣體的原因是___________________。

（7）由實驗I、Ⅱ、Ⅲ可知，亞鐵鹽與H2O2反應的現象與______________(至少寫兩點)有關。

Answer 1

【答案】 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe3+催化下H2O2分解產生O2 (或用化學方程式表示) 取加入鹽酸后的黃色溶液少許于試管中，加入BaCl2溶液，產生白色沉淀，說明棕黃色沉淀中含有SO42- 反應后溶液的pH降低 Fe2(SO4)3 2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3(膠體)+4H+ H2O2分解反應放熱，促進Fe3+的水解平衡正向移動，產生的HCl受熱揮發 pH、陰離子種類、溫度、反應物用量

【解析】試題分析：取2mL上述FeSO4溶液于試管中，加入5滴5%H2O2溶液，溶液變黃，向反應后的溶液中加入KSCN溶液，溶液變紅，說明有+3價鐵離子生成，產生氣泡，說明有氧氣生成，Fe3+催化下H2O2分解產生，是放熱反應O2。

（1）上述實驗中H2O2溶液與FeSO4溶液反應的離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（2）產生氣泡的原因是Fe3+催化下H2O2分解產生O2。

（3）檢驗棕黃色沉淀中SO42-的方法是：取加入鹽酸后的黃色溶液少許于試管中，加入BaCl2溶液，產生白色沉淀，說明棕黃色沉淀中含有SO42-。

（4）①根據實驗Ⅱ記錄否定假設ⅰ，理由是反應后溶液的pH降低。

②實驗驗證假設ⅱ: 取Fe2(SO4)3溶液，測其pH，加熱，溶液變為紅褐色，冷卻后測試發現pH下降了，證明假設ii成立。

（5）將FeSO4溶液加入H2O2溶液后，產生紅褐色膠體，反應的離子方程式是2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3(膠體)+4H+。

（6）產生刺激性氣味氣體的原因是H2O2分解反應放熱，促進Fe3+的水解平衡正向移動， 產生的HCl受熱揮發。

（7）由實驗I、Ⅱ、Ⅲ可知，亞鐵鹽與H2O2反應的現象與pH、陰離子種類、溫度、反應物用量等等有關。