Question

12．向陽中學高二某小組同學設計并進行了一系列有關Fe²⁺與Fe³⁺的相關實驗．

實驗序號	實驗步驟和操作	實驗現(xiàn)象
實驗一	（I）取氧化亞鐵固體[已部分變質，含有少量難溶于水的雜質Fe（OH）2Cl]，向其中加入過量稀鹽酸． （II）再加入稍過量的鐵粉，振蕩．	固體完全溶解，溶液呈黃綠色
實驗二	（I）取實驗一得到的溶液，加入KSCN溶液． （II）再加入少量H2O2溶液．	無明顯實驗現(xiàn)象 溶液變紅，有少量氣泡
實驗三	（I）取10mL0.1mol/LKI溶液，滴加6滴0.1mol/L FeCl3溶液．（II）取少量上述黃色液體，滴加KSCN溶液． （III）另取上述黃色液體，加入淀粉溶液．	溶液呈黃色 溶液變紅 溶液變藍
實驗四	（I）向實驗三步驟I中所得的黃色溶液中加入2mLCCl4，充分振蕩后，分離得到水層：重復操作三次． （II）向實驗四步驟I中所得水層中加KSCN溶液．	上層溶液無色 下層溶液為黃色 無明顯實驗現(xiàn)象

請回答下列問題：
（1）實驗一步驟（I）中Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應的離子方程式是Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O．
（2）實驗一步驟（II）中的實驗現(xiàn)象是溶液變?yōu)闇\綠色，且有無色氣體生成；加入稍過量鐵粉的作用是防止亞鐵離子被氧化為鐵離子．
（3）實驗二步驟（II）中溶液變紅的原因是2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃（用離子方程式表示）．
（4）實驗二步驟（II）中生成氣體的化學方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;鐵離子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）實驗三步驟（I）中的黃色液體中含有的溶質微粒除了K⁺、Cl^-，還有Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂；該反應的離子方程式是2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂．
（6）完成實驗四步驟（I）時所用的主要玻璃儀器是分液漏斗、燒杯．
（7）已知用KSCN檢驗Fe³⁺時，F(xiàn)e³⁺的最低顯色濃度為1×10^-3mol/L．實驗四中最終溶液不變紅的原因是碘被萃取至CCl₄中，水層中的c（I₂）下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移動，多次萃取后，F(xiàn)e³⁺的濃度下降至1×10^-3mol/L以下，無法顯色．

Answer 1

分析 （1）Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應生成氯化鐵和水；
（2）實驗一步驟（II）中Fe與鹽酸、鐵離子反應均生成亞鐵離子；
（3）實驗二步驟（II）中亞鐵離子被H₂O₂氧化；
（4）實驗二步驟（II）中H₂O₂分解生成氧氣；
（5）實驗三步驟（I）中KI與FeCl₃發(fā)生氧化還原反應生成碘化亞鐵、碘、KCl；
（6）加入2mLCCl₄，萃取碘單質；
（7）已知用KSCN檢驗Fe³⁺時，F(xiàn)e³⁺的最低顯色濃度為1×10^-3mol/L，實驗四中最終溶液不變紅，與鐵離子濃度低有關．

解答 解：（1）實驗一步驟（I）中Fe（OH）₂Cl與鹽酸反應的離子方程式是Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O，故答案為：Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O；
（2）實驗一步驟（II）中發(fā)生Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，觀察到的實驗現(xiàn)象是溶液變?yōu)闇\綠色，且有無色氣體生成；加入稍過量鐵粉的作用是防止亞鐵離子被氧化為鐵離子，故答案為：溶液變?yōu)闇\綠色，且有無色氣體生成；防止亞鐵離子被氧化為鐵離子；
（3）實驗二步驟（II）中溶液變紅的原因是2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）實驗二步驟（II）中，鐵離子作催化劑加快過氧化氫分解生成氣體的化學方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;鐵離子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;鐵離子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（5）實驗三步驟（I）中KI與FeCl₃發(fā)生氧化還原反應生成碘化亞鐵、碘、KCl，離子反應為2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂，可知實驗三步驟（I）中的黃色液體中含有的溶質微粒除了K⁺、Cl^-，還有Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂，故答案為：Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂；2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂；
（6）加入2mLCCl₄，萃取碘單質，則完成實驗四步驟（I）時萃取所用的主要玻璃儀器是分液漏斗、燒杯，故答案為：分液漏斗、燒杯；
（7）已知用KSCN檢驗Fe³⁺時，F(xiàn)e³⁺的最低顯色濃度為1×10^-3mol/L．實驗四中最終溶液不變紅的原因是碘被萃取至CCl₄中，水層中的c（I₂） 下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移動，多次萃取后，F(xiàn)e³⁺的濃度下降至1×10^-3mol/L以下，無法顯色，故答案為：碘被萃取至CCl₄中，水層中的c（I₂） 下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移動，多次萃取后，F(xiàn)e³⁺的濃度下降至1×10^-3mol/L以下，無法顯色．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，為高頻考點，把握鐵三角的轉化及實驗中發(fā)生的反應、現(xiàn)象為解答的關鍵，注意（7）中化學平衡應用為解答的難點，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．