Question

6．某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题：
（1）请帮他们完成以下实验报告：
实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性．
试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂溶液、氯水、锌片、铜片．
实验记录：

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①	在FeCl2溶液中滴入适量氯水	溶液由浅绿色变为棕黄色		Fe2+具有还原性
②	在FeCl2溶液中加入锌片	（不写）	Zn+Fe2+═Zn2++Fe
③	在FeCl3溶液中加入足量铁粉		Fe+2Fe3+═3Fe2+	Fe3+具有氧化性
④		（不写）		Fe3+具有氧化性

实验结论：Fe只有还原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有还原性．
（2）根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有：AEF．（填序号）
A．Cl₂     B．Na    C．Na⁺      D．Cl^-    E．SO₂      F．NO₂
（3）亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液．那么保存亚铁盐溶液时可以在溶液中加入少量铁粉以防止亚铁盐被氧化．
（4）检验亚铁盐溶液是否被氧化的操作步骤和现象是取少许亚铁盐溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，如果溶液变红则说明亚铁盐被氧化．
（5）向FeCl₂溶液滴加NaOH溶液最终生成Fe（OH）₃浊液，该过程的现象为生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，此过程中发生的氧化还原反应的化学方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）实验探究铁离子的氧化性、亚铁离子的还原性及相互转化；
①在FeCl₂溶液中滴入适量氯水，生成氯化铁，Fe元素的化合价升高；
②在FeCl₂溶液中加入锌片，由浅绿色变化为无色，铁元素化合价降低生成铁单质；
③在FeCl₃溶液中加入足量铁粉，反应生成氯化亚铁，溶液盐酸棕黄色变化为浅绿色，FeCl₃中Fe元素的化合价降低；
④证明铁离子具有氧化性，利用铁离子在硫氰酸钾溶液中生成血红色溶液，再加入铜片或铜粉后红色褪去；
（2）元素化合价可以升高也可以降低的既有氧化性，又有还原性；
（3）可加入还原性Fe粉保存亚铁盐；
（4）亚铁盐被氧化生成铁盐，铁离子遇KSCN溶液变为红色；
（5）FeCl₂溶液中滴加NaOH生成Fe（OH）₃，后被空气中氧气氧化为Fe（OH）₃．

解答 解：（1）由实验过程及结论可知，实验目的是探究铁及其化合物的氧化性和还原性，
①在FeCl₂溶液中滴入适量氯水，生成氯化铁，离子反应为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，Fe元素的化合价升高，则Fe²⁺具有还原性；
②在FeCl₂溶液中加入锌片，由浅绿色变化为无色，铁元素化合价降低生成铁单质，Zn+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe，证明亚铁离子具有氧化性；
③在FeCl₃溶液中加入足量铁粉，反应生成氯化亚铁，溶液颜色由棕黄色变化为浅绿色，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，FeCl₃中Fe元素的化合价降低，Fe³⁺具有氧化性；则得到实验结论为Fe只有还原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有还原性，
④证明铁离子具有氧化性，可以利用铁离子在硫氰酸钾溶液中生成血红色溶液，再加入铜片或铜粉后红色褪去，说明铁离子具有氧化性氧化铜为铜离子，本身被还原为亚铁离子，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案为：探究铁及其化合物的氧化性和还原性；

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①			Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
②		/		Fe2+具有氧化性
③		溶液颜色由棕黄色变化为浅绿色
④	在FeCl3溶液中加入硫氰酸钾溶液，然后加足量Cu	/	/

（2）元素化合价可以升高也可以降低的既有氧化性，又有还原性；
A．Cl₂ 中铝元素化合价可以升高为+1价，也可以降低为-1价，说明既具有氧化性也具有还原性，故A正确；
B．Na是金属只能失电子具有还原性，故B错误；
C．Na⁺ 元素化合价只能降低，表现为氧化性，故C错误；
D．Cl^- 元素化合价处在最低价，化合价只能升高表现还原性，故D错误；
E．SO₂ 中 硫元素化合价可以升高为+6价，也可以降低为-2价，表现为氧化性和还原性，故E正确；
F．NO₂ 中氮元素化合价可以升高为+5价，也可以降低为+2价，表现为氧化性和还原性，故F正确；
故答案为：A E F；
（3）保存亚铁盐溶液时，在亚铁盐溶液中加入少量铁粉防止亚铁盐被氧化，
故答案为：少量铁粉；
（4）亚铁盐被氧化生成铁盐，铁离子遇KSCN溶液变为红色，则检验亚铁盐溶液是否被氧化的实验操作为向取少许亚铁盐溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，如果溶液变红则说明亚铁盐被氧化；故答案为：取少许亚铁盐溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，如果溶液变红则说明亚铁盐被氧化；
（5）FeCl₂溶液中滴加NaOH生成白色的Fe（OH）₂，迅速变成灰绿色，最终被氧化为红褐色的Fe（OH）₃，反应的方程式为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

点评 本题考查性质实验方案的设计，把握发生的氧化还原反应原理及反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析能力、实验能力及归纳能力的考查，题目难度中等．