Question

1．某小組同學設計并進行了一系列Fe²⁺與Fe³⁺的相關實驗．

實驗序號	實驗步驟和操作	實驗現象
實驗一	（Ⅰ）取氯化亞鐵固體[已部分變質，含有少量難溶于水的雜質Fe（OH）2Cl]，向其中加入過量稀鹽酸． （Ⅱ）再加入稍過量的鐵粉，振蕩．	固體完全溶解，溶液呈黃綠色 Fe（OH）2Cl+2H+=Fe3++Cl-+2H2O
實驗二	（Ⅰ）取實驗一得到的溶液，加入KSCN溶液． （Ⅱ）再加入少量H2O2溶液．	顏色無明顯變化 溶液變紅，有少量氣泡
實驗三	（Ⅰ）取10mL 0.1mol/L KI溶液，滴加6滴0.1mol/L FeCl3溶液． （Ⅱ）取少量上述黃色溶液，滴加KSCN溶液． （Ⅲ）另取上述的黃色溶液，加入淀粉溶液．	溶液呈黃色 溶液變紅 溶液變藍
實驗四	（Ⅰ）向實驗三步驟I中所得的黃色溶液中加入2mL CCl4，充分振蕩后，分離得到水層；重復操作三次． （Ⅱ）向步驟I中所得水層中加入KSCN溶液．	顏色無明顯變化

請回答下列問題：
（1）實驗一步驟Ⅰ中Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應的離子方程式是Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O．
（2）實驗一步驟Ⅱ中的實驗現象是溶液變為淺綠色，且有無色氣體生成；加入稍過量鐵粉的作用是防止亞鐵離子被氧化為鐵離子．
（3）實驗二步驟Ⅱ中溶液變紅的原因是2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃（用離子方程式表示）．
（4）實驗三步驟Ⅰ中的黃色溶液中含有的溶質微粒除了K⁺、Cl^-，還有Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂．
（5）已知用KSCN檢驗Fe³⁺時，Fe³⁺的最低顯色濃度為1×10^-5mol/L．實驗四中最終溶液不變紅的原因是碘被萃取至CCl₄中，水層中的c（I₂）下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移動，多次萃取后，Fe³⁺的濃度下降至1×10^-3mol/L以下，無法顯色．

Answer 1

分析 （1）Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應生成氯化鐵和水；
（2）實驗一步驟（II）中Fe與鹽酸、鐵離子反應均生成亞鐵離子；
（3）實驗二步驟（II）中亞鐵離子被H₂O₂氧化；
（4）實驗三步驟（I）中KI與FeCl₃發生氧化還原反應生成碘化亞鐵、碘、KCl；
（5）已知用KSCN檢驗Fe³⁺時，Fe³⁺的最低顯色濃度為1×10^-3mol/L，實驗四中最終溶液不變紅，與鐵離子濃度低有關．

解答 解：（1）實驗一步驟（I）中Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應的離子方程式是Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O，故答案為：Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O；
（2）實驗一步驟（II）中發生Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，觀察到的實驗現象是溶液變為淺綠色，且有無色氣體生成；加入稍過量鐵粉的作用是防止亞鐵離子被氧化為鐵離子，故答案為：溶液變為淺綠色，且有無色氣體生成；防止亞鐵離子被氧化為鐵離子；
（3）實驗二步驟（II）中溶液變紅的原因是2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）實驗三步驟（I）中KI與FeCl₃發生氧化還原反應生成碘化亞鐵、碘、KCl，離子反應為2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂，可知實驗三步驟（I）中的黃色液體中含有的溶質微粒除了K⁺、Cl^-，還有Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂，故答案為：Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂；
（5）已知用KSCN檢驗Fe³⁺時，Fe³⁺的最低顯色濃度為1×10^-3mol/L．實驗四中最終溶液不變紅的原因是碘被萃取至CCl₄中，水層中的c（I₂） 下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移動，多次萃取后，Fe³⁺的濃度下降至1×10^-3mol/L以下，無法顯色，故答案為：碘被萃取至CCl₄中，水層中的c（I₂） 下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移動，多次萃取后，Fe³⁺的濃度下降至1×10^-3mol/L以下，無法顯色．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，為高頻考點，把握鐵三角的轉化及實驗中發生的反應、現象為解答的關鍵，注意側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．