Question

【题目】某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。请回答下列问题：

（1）甲组同学取l0mL0.l mol·L-1KI溶液，加入6 mL0.l mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入lmLCCl4充分振荡、静置， CCl4层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀：

③第三支试行中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是(填离子符号) ______________；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有(填离子符号)_______________，由此可以证明该氧化还原反应为___________________（填可逆反应或不可逆反应）。

（2）乙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为____________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__________________________________；生成沉淀的原因是（用平衡移动原理解释）_________________________________________________。

（3）丙组同学模拟工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3。

①若酸性FeCl2 废液中：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，则该溶液的pH约为_____________。

②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：□ClO3-+□Fe2＋+□________=□Cl-+□Fe3＋+□________。

Answer 1

【答案】Fe2＋ Fe3＋可逆反应2Fe2＋+H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2OFe3＋催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动21　6 　6H＋ 1 　6　 3H2O

【解析】

(1) 加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象，加入1滴KSCN溶液，溶液变红是铁离子的检验特征反应现象；反应最后Fe2＋、Fe3＋、I-、I2共存。（2）向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明Fe2＋被H2O2氧化为 Fe3＋。Fe3＋能催化H2O2分解；H2O2分解反应放热，温度升高促进Fe3＋的水解。（3）①根据电荷守恒计算氢离子浓度；②根据得失电子守恒、电荷守恒配平离子方程式。

(1) 加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象，实验②检验的离子是Fe2＋，加入1滴KSCN溶液，溶液变红是铁离子的检验特征反应现象，实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋；反应最后Fe2＋、Fe3＋、I-、I2共存，说明该反应是可逆反应。（2）向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明Fe2＋被H2O2氧化为 Fe3＋，反应离子方程式是2Fe2＋+H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O。Fe3＋能催化H2O2分解放出氧气，所以一段时间后，溶液中有气泡出现；H2O2分解反应放热，温度升高促进Fe3＋的水解平衡正向移动，所以有红褐色氢氧化铁沉淀生成。（3）①根据电荷守恒， 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根据得失电子守恒、电荷守恒NaClO3氧化FeCl2的离子方程式是 1 ClO3-+ 6 Fe2＋+ 6H＋ = 1 Cl-+ 6 Fe3＋+3H2O。