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）甲組同學取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___________________（填可逆反應或不可逆反應）。

（2）乙組同學向盛有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）_________________________________________________。

（3）丙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＋+□________。

Answer 1

【答案】Fe2＋ Fe3＋可逆反應2Fe2＋+H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2OFe3＋催化H2O2分解產生O2H2O2分解反應放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動21　6 　6H＋ 1 　6　 3H2O

【解析】

(1) 加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀是亞鐵離子的檢驗特征反應現象，加入1滴KSCN溶液，溶液變紅是鐵離子的檢驗特征反應現象；反應最后Fe2＋、Fe3＋、I-、I2共存。（2）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，說明Fe2＋被H2O2氧化為 Fe3＋。Fe3＋能催化H2O2分解；H2O2分解反應放熱，溫度升高促進Fe3＋的水解。（3）①根據電荷守恒計算氫離子濃度；②根據得失電子守恒、電荷守恒配平離子方程式。

(1) 加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀是亞鐵離子的檢驗特征反應現象，實驗②檢驗的離子是Fe2＋，加入1滴KSCN溶液，溶液變紅是鐵離子的檢驗特征反應現象，實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋；反應最后Fe2＋、Fe3＋、I-、I2共存，說明該反應是可逆反應。（2）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，說明Fe2＋被H2O2氧化為 Fe3＋，反應離子方程式是2Fe2＋+H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O。Fe3＋能催化H2O2分解放出氧氣，所以一段時間后，溶液中有氣泡出現；H2O2分解反應放熱，溫度升高促進Fe3＋的水解平衡正向移動，所以有紅褐色氫氧化鐵沉淀生成。（3）①根據電荷守恒， 2c(Fe2＋)+3c(Fe3＋) +c(H＋)= c(Cl-)， c(H＋)= c(Cl-)-2c(Fe2＋)-3c(Fe3＋)= 5.3×10-2 mol·L-1-2.0×10-2 mol·L-1-1.0×10-3 mol·L-1=1.0×10-2 mol·L-1，所以ｐH=2；②根據得失電子守恒、電荷守恒NaClO3氧化FeCl2的離子方程式是 1 ClO3-+ 6 Fe2＋+ 6H＋ = 1 Cl-+ 6 Fe3＋+3H2O。