Question

1．某小組同學設計并進行了一系列Fe²⁺與Fe³⁺的相關實驗．
【實驗I】配制FeCl₂溶液
取部分變質的氯化亞鐵固體[含有難溶性雜質Fe（OH）₂Cl]，向其中加入稀鹽酸，使其   完全溶解，再加入稍過量的鐵粉．
【實驗Ⅱ】Fe²⁺與H₂O₂的反應
10mL0.1mol/LFeCl₂溶液（含HCl）$\stackrel{滴加KSCN溶液}{→}$無明顯現象$\stackrel{滴加少量H_{2}O_{2}溶液}{→}$溶液變紅

【實驗Ⅲ】Fe^3-與I^-的反應
10mL 0.1mol/LKI溶液$\stackrel{滴加6滴0.1mol/LFeCl_{3}溶液}{→}$黃色溶液
回答下列問題：
（1）寫出實驗I中Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應的離子方程式Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+2H₂O+Cl^-．加入稍過量Fe粉的作用是將鐵離子還原為亞鐵離子．
（2）請用離子方程式解釋實驗II中滴加少量H₂O₂后溶液變紅的原因．
（3）綜合分析實驗III的現象，推測黃色溶液中含有的溶質微粒有K⁺、Cl^-和Fe³⁺、Fe²⁺、I₂、I^-．據此該小組同學提出，Fe³⁺與I^-反應寫成2Fe³⁺+2I^-→2Fe²⁺+I₂是不符合實際情況的，正確的書寫方式應為：2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂．
（4）某同學取2mL黃色溶液用6mL CCl₄分三次洗滌后，再往水層中滴加KSCN溶液，發現溶液未變紅．洗滌時所用的主要玻璃儀器是分液漏斗．
請解釋為何最終溶液不變紅的原因．
（已知Fe³⁺用KSCN檢驗時最低顯色濃度為1×10^-5mol/L）

Answer 1

分析 （1）實驗I中Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應生成氯化鐵和水，過量的鐵會和氯化鐵反應生成氯化亞鐵；
（2）10mL•mol/LFeCl₂溶液（含HCl）滴入KSCN溶液無變化，加入過氧化氫溶液變紅色，過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子；
（3）10mL 0.1mol/LKI溶液，滴入6滴0.1mol/LFeCl₃溶液得到黃色溶液，KI溶液過量，滴加KSCN溶液會使溶液變紅色證明含鐵離子，滴入淀粉溶液變藍色，證明含有碘單質，同時含鐵離子和碘離子說明反應為可逆反應；
（4）用6mL CCl₄分三次洗滌后萃取碘單質，使得化學平衡正向進行，鐵離子變化為亞鐵離子，Fe³⁺用KSCN檢驗時最低顯色濃度為1×10^-5mol/L，據此分析；

解答 解：（1）實驗I中Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應生成氯化鐵和水，過量的鐵會和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，反應的離子方程式為：Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+2H₂O+Cl^-，加入稍過量Fe粉的作用是將鐵離子還原為亞鐵離子，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，防止Fe²⁺氧化變質，
故答案為：Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+2H₂O+Cl^-，將Fe³⁺還原為Fe²⁺，防止Fe²⁺氧化變質；
（2）10mL•mol/LFeCl₂溶液（含HCl）滴入KSCN溶液無變化，加入過氧化氫溶液變紅色，過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，鐵離子結合硫氰酸根離子生成血紅色溶液，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（3）10mL 0.1mol/LKI溶液，滴入6滴0.1mol/LFeCl₃溶液得到黃色溶液，KI溶液過量，滴加KSCN溶液會使溶液變紅色證明含鐵離子，滴入淀粉溶液變藍色，證明含有碘單質，同時含鐵離子和碘離子說明反應為可逆反應，推測黃色溶液中含有的溶質微粒有K⁺、Cl^-和Fe³⁺、Fe²⁺、I₂、I^-，Fe³⁺與I^-反應為可逆反應，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂，
故答案為：Fe³⁺、Fe²⁺、I₂、I^-，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂；
（4）某同學取2mL黃色溶液用6mL CCl₄分三次洗滌后，再往水層中滴加KSCN溶液，發現溶液未變紅．洗滌時是利用分液漏斗裝置，所用的主要玻璃儀器是分液漏斗，
6mL CCl₄分三次洗滌后萃取碘單質，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂，使得化學平衡正向進行，鐵離子變化為亞鐵離子，Fe³⁺用KSCN檢驗時最低顯色濃度為1×10^-5mol/L，當鐵離子濃度低于此濃度無法顯色，
故答案為：I₂被萃取至CCl₄中，平衡向生成亞鐵離子的方向進行，多次萃取后鐵離子濃度低于1×10^-5mol/L，無法顯色．

點評 本題考查了物質性質、離子檢驗、萃取分液的理解應用，實驗現象的判斷，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．