Question

【題目】實(shí)驗(yàn)小組研究二價(jià)鐵的氧化反應(yīng)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	試劑及操作	現(xiàn)象
Ⅰ		現(xiàn)象a：生成白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色 現(xiàn)象b：……
Ⅱ		現(xiàn)象c：溶液略呈黃色 現(xiàn)象d：溶液呈紅色

（1）實(shí)驗(yàn)所用的Fe(NO3)2溶液由Fe(NO3)3溶液和足量鐵粉反應(yīng)制得，離子方程式是___________________________________。

（2）實(shí)驗(yàn)I中白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式是______。

（3）現(xiàn)象b是______。

（4）實(shí)驗(yàn)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)II中何種物質(zhì)氧化Fe2+進(jìn)行研究，提出兩種假設(shè)：

i．酸性條件下，O2氧化了Fe2+

ii．酸性條件下， _______

①將假設(shè)ii補(bǔ)充完整。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了假設(shè)i 不是實(shí)驗(yàn)II中氧化Fe2+的主要原因。將實(shí)驗(yàn)方案和現(xiàn)象補(bǔ)充完整。

步驟1：向1.0 mL ______溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液；

步驟2：向上述所得溶液中滴加KSCN溶液，觀察到______。

③向步驟2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH約為5，檢測(cè)到有Fe3+產(chǎn)生。

（5）綜合上述實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明二價(jià)鐵的氧化反應(yīng)與______因素有關(guān)。

Answer 1

【答案】2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色 NO3－氧化了Fe2+ 0.1 mol·L-1 FeSO4 溶液無(wú)明顯變化 溶液酸堿性強(qiáng)弱、氧化劑種類及二價(jià)鐵的存在形式（其他合理答案給分）

【解析】

（1）Fe3+與Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+；

（2）實(shí)驗(yàn)I中Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，被空氣中的氧氣氧化后迅速?gòu)陌咨�變�(yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；

（3）Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化變?yōu)榧t褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后發(fā)生酸堿中和反應(yīng)；

（4）①H+與NO3-結(jié)合生成硝酸，硝酸具有氧化性，可將Fe2+氧化；

②根據(jù)控制變量法進(jìn)行設(shè)計(jì)；

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷。

（1）Fe3+與Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+，離子方程式為：2Fe3+ + Fe =3Fe2+；

（2）實(shí)驗(yàn)I中Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，被空氣中的氧氣氧化后迅速?gòu)陌咨�變�(yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，反應(yīng)方程式為：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；

（3）Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化變?yōu)榧t褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，紅褐色沉淀溶解，溶液變?yōu)辄S色；

（4）①在酸性條件下，NO3-具有氧化性，可將Fe2+氧化，因此假設(shè)ii為酸性條件下，NO3－氧化了Fe2+；

②根據(jù)控制變量法可知，要證明氧化劑為氧氣，需要排除硝酸根離子的干擾，因此，可以改向1.0 mL0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1H2SO4溶液；

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，二價(jià)鐵的氧化反應(yīng)與溶液的酸堿性、氧化劑種類及二價(jià)鐵的存在形式等因素有關(guān)。