Question

Ⅰ.鐵鹽、亞鐵鹽是實驗室常用的藥品。
請根據題意，完成下列填空：
(1)向酸化的FeCl₃溶液中逐滴加入KI溶液，溶液變成棕褐色。該反應的離子方程式為________________。
(2)向酸化的FeSO₄溶液中加幾滴硫氰化鉀溶液，沒有什么明顯變化，再滴加雙氧水，溶液變血紅色。繼續滴加雙氧水，血紅色逐漸褪去，且有氣泡產生。
寫出上述變化中，有關反應的離子方程式：
①____________________________________；
②Fe^3＋＋3SCN^－=Fe(SCN)₃；
③11H₂O₂＋2SCN^－=2SO₄^2—＋2CO₂↑＋N₂↑＋10H₂O＋2H^＋
若生成1 mol N₂，H₂O₂和SCN^－的反應中轉移電子的物質的量是________ mol。
(3)根據以上實驗，推斷Fe^2＋、I^－和SCN^－的還原性由強到弱的順序為________。
Ⅱ.某課題組利用Fe粉和KNO₃溶液反應，模擬地下水脫氮過程，探究脫氮原理。
(4)實驗前：①先用0.1 mol·L^－1 H₂SO₄洗滌Fe粉，其目的是__________，然后用蒸餾水洗滌至中性；②將KNO₃溶液的pH調至2.5；③為防止空氣中的O₂對脫氮的影響，應向KNO₃溶液通入________(寫化學式)。
(5)如圖表示足量Fe粉還原上述KNO₃溶液過程中，測出的溶液中相關離子濃度、pH隨時間的變化關系(部分副反應產物曲線略去)。請根據圖中信息寫出t₁時刻前該反應生成的陽離子分別是________、________。t₁時刻后，該反應仍在進行，溶液中NH₄⁺的濃度在增大，Fe^2＋的濃度卻沒有增大，可能的原因是__________________。

Answer 1

Ⅰ.(1)2Fe^3＋＋2I^－=2Fe^2＋＋I₂
(2)2Fe^2＋＋H₂O₂＋2H^＋=2Fe^3＋＋2H₂O　22
(3)I^－＞Fe^2＋＞SCN^－
Ⅱ.(4)除去Fe粉表面的鐵銹(Fe₂O₃)等雜質　N₂
(5)Fe^2＋、NH₄⁺　溶液的pH增大，Fe^2＋形成了Fe(OH)₂(或與溶液中OH^－結合)

(1)Fe^3＋能氧化I^－，離子方程式為2Fe^3＋＋2I^－=2Fe^2＋＋I₂。
(2)Fe^2＋和SCN^－不反應，當加入H₂O₂時，發生2Fe^2＋＋2H^＋＋H₂O₂=2Fe^3＋＋2H₂O，然后Fe^3＋和SCN^－反應生成血紅色溶液，繼續滴加H₂O₂，SCN^－被氧化。根據反應③，當有1 mol N₂生成時，轉移電子的物質的量為11×2×[－1－(－2)] mol＝22 mol。(注：根據氧化劑計算方便)
(3)根據(1)(2)中方程式可得還原性I^－＞Fe^2＋＞SCN^－。(根據還原劑還原性大于還原產物還原性)
(4)因為Fe粉表面有鐵銹，所以應預先用H₂SO₄除去。因為Fe粉在溶液中能被O₂氧化，所以應通入N₂排除O₂的干擾。
(5)根據圖中信息，Fe粉被NO₃^—氧化成Fe^2＋，其本身被還原成NH₄⁺，在此過程中堿性增強，因為有OH^－生成，Fe^2＋與之反應生成Fe(OH)₂沉淀，造成Fe^2＋的濃度變化不大。