Question

【題目】某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質。

請回答下列問題：

（1）分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L-1的溶液．在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________________________________。

（2）甲組同學取2mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅， 說明Cl2可將Fe2＋氧化。 FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為：_________________________________________。

（3）乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_____________________。

（4）丙組同學取l0mL0.l mol·L-1KI溶液，加入6 mL0.l mol·L-1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：

①第一支試管中加入lmLCCl4充分振蕩、靜置， CCl4層顯紫色；

②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀：

③第三支試行中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。

實驗②檢驗的離子是(填離子符號) ______________；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有(填離子符號)_______________，由此可以證明該氧化還原反應為_________________________。

（5）丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發生反應的離子方程式為____________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是__________________________________；生成沉淀的原因是（用平衡移動原理解釋）_________________________________________________。

（6）戊組同學模擬工業上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液制備FeCl3。

①若酸性FeCl2 廢液中：c(Fe2＋)=2.0×10-2 mol·L-1，c(Fe3＋)=1.0×10-3 mol·L-1，c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1，則該溶液的pH約為_____________。

②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：

□ClO3-+□Fe2＋+□________=□Cl-+□Fe3＋+□

③FeCl3具有凈水作用，其原理是_________________________________。

Answer 1

【答案】 防止Fe2＋被氧化 2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl- 隔絕空氣（排除氧氣對實驗的影響） Fe2＋ Fe3＋ 可逆反應 2Fe2＋+H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O Fe3＋催化H2O2分解產生O2 H2O2分解反應放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動 2 1　6 　6H＋ 1 　6　 3H2O Fe3＋水解產生的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質

【解析】（1）亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的氯化亞鐵溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被氧化；（2）Cl2可將Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得電子生成氯離子，反應的離子方程式為：2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl-；（3）防止空氣中的氧氣將Fe2＋氧化，產生干擾，所以煤油的作用是隔絕空氣；（4）根據Fe2＋的檢驗方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀，一定含有Fe2＋；則實驗②檢驗的離子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液顯血紅色，實驗①和③說明在I-過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以證明該氧化還原反應為可逆反應；（5）H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發生反應的離子方程式為：2Fe2＋+H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時間后，溶液中有氣泡出現，并放熱。隨后有紅褐色沉淀生成，產生氣泡的原因是H2O2分解放出氧氣，而反應放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動；(6) ①根據電荷守恒，則溶液中氫離子的濃度是c(Cl－) -2c(Fe2＋)-3c(Fe3＋)=1.0×10-2mol/L，所以pH=2；②根據題意，氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價從+5價降低到-1價，得到6個電子，而Fe元素的化合價從+2價升高到+3價，失去1個電子，根據得失電子守恒，則氯酸根離子的系數為1，Fe2+的系數為6，則鐵離子的系數也是6，氯離子的系數是1，根據電荷守恒，則氫離子的系數是6，水的系數是3；即：ClO3-+6Fe2＋+6 H＋=Cl-+6Fe3＋+3 H2O；③Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質 ，所以可起到凈水的作用。