Question

【題目】某同學在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化的實驗：

實驗I：將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+

（1）常溫下，FeCl3溶液顯酸性，用離子方程式表示其顯酸性的原因___。

（2）Fe3+與Fe粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

（3）滴加NaOH溶液觀察到的現(xiàn)象為___。

實驗II：將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+

實驗方案	現(xiàn)象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸	溶液變?yōu)樽厣�，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色

探究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因：

查閱資料：Fe2++NOFe(NO)2+（棕色）

（4）用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因___。

（5）從化學反應(yīng)限度的角度對體系中存在的反應(yīng)進行反應(yīng)I：Fe2+與HNO3反應(yīng)；反應(yīng)II：Fe2+與NO反應(yīng)

①乙認為反應(yīng)I是一個不可逆反應(yīng)，并通過實驗證明其猜測正確，乙設(shè)計的實驗方案是___。

②查閱資料反應(yīng)I的速率比反應(yīng)II慢，請用化學平衡移動原理解釋溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因___。

（6）丙認為若生成的NO與Fe2+不接觸，溶液就不會出現(xiàn)棕色，請畫出實驗裝置圖，實現(xiàn)Fe2+Fe3+的轉(zhuǎn)化，同時避免出現(xiàn)此異常現(xiàn)象。___

Answer 1

【答案】Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ Fe3++2Fe=3Fe2+ 有灰白色沉淀產(chǎn)生，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色 3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3Fe(CN)6溶液，無明顯變化，說明反應(yīng)Ⅰ是不可逆反應(yīng) Fe2+被HNO3氧化，導(dǎo)致Fe2+濃度降低，使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色

【解析】

常溫下，Fe3+水解使溶液呈酸性，Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+；

Fe3+與Fe粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe3++2Fe=3Fe2+；

滴加NaOH溶液觀察到的現(xiàn)象為有灰白色沉淀產(chǎn)生，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色；

由于發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生NO，方程式為3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O；

①取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3Fe(CN)6溶液，無明顯變化，說明反應(yīng)Ⅰ是不可逆反應(yīng)；

②Fe2+被HNO3氧化，導(dǎo)致Fe2+濃度降低，使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色；

丙認為若生成的NO與Fe2+不接觸，溶液就不會出現(xiàn)棕色，可設(shè)計為雙液原電池，實現(xiàn)Fe2+Fe3+的轉(zhuǎn)化，。