Question

【題目】某同學在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉化的實驗：

實驗I：將Fe3+轉化為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粉發生反應的離子方程式為___。

（3）滴加NaOH溶液觀察到的現象為___。

實驗II：將Fe2+轉化為Fe3+

實驗方案	現象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸	溶液變為棕色，放置一段時間后，棕色消失，溶液變為黃色

探究上述現象出現的原因：

查閱資料：Fe2++NOFe(NO)2+（棕色）

（4）用離子方程式解釋NO產生的原因___。

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

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

②查閱資料反應I的速率比反應II慢，請用化學平衡移動原理解釋溶液由棕色變為黃色的原因___。

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

Answer 1

【答案】Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ Fe3++2Fe=3Fe2+ 有灰白色沉淀產生，迅速轉變為灰綠色，最終轉變為紅褐色 3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 取反應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Ⅰ是不可逆反應 Fe2+被HNO3氧化，導致Fe2+濃度降低，使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉化為Fe3+，溶液由棕色變為黃色

【解析】

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

Fe3+與Fe粉發生反應的離子方程式為Fe3++2Fe=3Fe2+；

滴加NaOH溶液觀察到的現象為有灰白色沉淀產生，迅速轉變為灰綠色，最終轉變為紅褐色；

由于發生氧化還原反應，產生NO，方程式為3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O；

①取反應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Ⅰ是不可逆反應；

②Fe2+被HNO3氧化，導致Fe2+濃度降低，使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉化為Fe3+，溶液由棕色變為黃色；

丙認為若生成的NO與Fe2+不接觸，溶液就不會出現棕色，可設計為雙液原電池，實現Fe2+Fe3+的轉化，。