Question

【题目】久置的FeSO4溶液变黄，一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。某硏究小组为硏究溶液中Fe2+被O2氧化的过程，查阅资料发现：溶液中Fe2+的氧化过程分为先后两步，首先是Fe2+水解，接着水解产物被O2氧化。于是小组同学决定研究常温下不同pH对Fe2+被O2氧化的影响，并测定了Fe2+氧化率随时间变化的关系，结果如图。

回答下列问题：

（1）写出Fe2+水解的离子方程式___；要抑制FeSO4水解，可以采取的措施是___。

（2）若配制的FeSO4溶液浓度为0.01mol/L，反应过程中溶液体积不变，计算图中P点Fe2+的氧化速率___。

（3）在酸性条件下，Fe2+被O2氧化的反应方程式为：4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O，已知常温下该反应的平衡常数很大。则下列说法正确的是___。

a.Fe2+转化为Fe3+的趋势很大

b.Fe2+转化为Fe3+的速率很大

c.该反应进行得很完全

d.酸性条件下Fe2+不会被氧化

（4）结合图分析不同pH对Fe2+被O2氧化的反应产生了怎样的影响___。

（5）用K2Cr2O7标准溶液測定溶液中Fe2+浓度，从而计算Fe2+的氧化率。反应如下：6Fe2++Cr2O72-+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O，若取20mL待测溶液，用0.0200mol·L1K2Cr2O7标准溶液滴定，消耗标准溶液16.50mL，则溶液中c(Fe2+)=___mol·L1。

Answer 1

【答案】2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+ 加稀H2SO4 1.6×10-4mol·(L·min)1 ac Fe2+的氧化速率随pH增大而加快 0.0990mol·L-1

【解析】

(1)亚铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，溶液显酸性，抑制水解可以加入对应酸；

(2)根据v=计算Fe2+的氧化速率；

(3)常温下该反应的平衡常数很大，说明Fe2+转化为Fe3+的趋势很大，但反应速率不一定很大；该反应为可逆反应，不可能反应完全，结合图象分析酸性条件下亚铁离子被氧化情况；

(4)当温度和其它条件相同pH值不同时，pH值越大，Fe2+的氧化率越小，以此解答该题；

(5)取20mL待测溶液，用0.0200molL-1KCr2O7标准溶液滴定，消耗标准溶液16.50mL，结合离子反应方程式中的定量关系计算溶液中c(Fe2+)。

(1)Fe2+在溶液中水解生成氢氧化亚铁和氢离子，水解的离子方程式是2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+；增大氢离子浓度，平衡逆向移动，则加稀H2SO4可抑制FeSO4水解，故答案为：2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+；加稀H2SO4；

(2)由图可知，Fe2+浓度的变化量是0.01mol/L×40%=0.004mol/L，则图中P点Fe2+的氧化速率v===1.6×10-4mol·(L·min)1，故答案为：1.6×10-4mol·(L·min)1；

(3)a.平衡常数越大，进行越彻底，Fe2+转化为Fe3+的趋势很大，故a正确；b．平衡常数越大，表示反应限度大，不表示Fe2+转化为Fe3+的速率很大，故b错误c．平衡常数越大，表示反应限度大，该反应进行得很完全，故c正确；d．4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O的平衡常数很大，所以酸性条件下Fe2+会被氧化，故d错误，ac正确，故答案为：ac；

(4)根据不同pH对Fe2+被O2氧化率随时间变化的关系图，可知pH越大，氧化速率越快，所以Fe2+的氧化速率随pH增大而加快，故答案为：Fe2+的氧化速率随pH增大而加快；

(5)设溶液中c(Fe2+)=cmol·L-1，由方程式可得下列关系：

6Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

6 1

0.02L×c0.02mol·L-1×0.01650L

则有0.02L×c×1=0.02mol·L-1×0.01650L×6，解得c=0.0990mol·L-1，故答案为：0.0990mol·L-1。