Question

小明很喜歡化學實驗課，今天要學習“探究鐵及其化合物的氧化性或還原性”．
（1）實驗前小明預測說：Fe²⁺肯定既有還原性又有氧化性．你認為他預測的依據是：______．
（2）小明欲用實驗證明他的預測．實驗室提供了下列試劑：3%的H₂O₂溶液、鋅粒、銅片、0.1mol?L^-1FeCl₂溶液、KSCN溶液、新制氯水．
①若小明計劃在0.1mol?L^-1FeCl₂溶液滴入新制氯水，探究Fe²⁺的還原性，你預計可能發生的反應是：______寫離子方程式），可能觀察到的現象是：溶液由淺綠色變為______ 色．
②實驗中，小明發現現象不太明顯，老師分析可能是產物的含量太低，建議可以通過檢驗Fe²⁺被氧化的產物Fe³⁺的存在以獲取證據．你認為可選______（填名稱）滴入小明所得的混合液中，并通過溶液出現______色的現象，證明小明的觀點和實驗方案都是正確的．
③對于證明Fe²⁺具有氧化性，小明認為金屬單質都具有還原性，并分別將銅片、鋅粒投入FeCl₂溶液中，結果銅片沒變化，鋅粒逐漸變小．由此說明三種金屬的還原性由強至弱的順序為：______．

（3）小明分析H₂O₂中氧元素顯-1價（中間價），并提出疑問：H₂O₂與FeCl₂的反應時，Fe²⁺還作氧化劑嗎？
①請你為小明梳理相關問題：若Fe²⁺在反應中表現出氧化性應轉化成______（填微粒符號，下同），若Fe²⁺在反應中表現出還原性應轉化成______．
②實際上Fe²⁺的還原性較強，實驗室的FeCl₂溶液常因氧化而變質．除雜的方法是：______，相關反應的離子方程式：______．

Answer 1

解：（1）元素化合價處于最高價只具有氧化性，處于最低價只具有還原性，處于中間價態既可以升高也可以降低，既具有氧化性又具有還原性；故答案為：因為Fe²⁺中鐵元素化合價處于中間價態，可以升高也可以降低；
（2）①在0.1mol?L^-1FeCl₂溶液滴入新制氯水，氯氣具有強氧化性能源和亞鐵離子為鐵離子，反應的離子方程式為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；溶液顏色從淺綠色變為黃色；
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；黃；
②通過檢驗Fe²⁺被氧化的產物Fe³⁺的存在以獲取證據．需要的試劑為硫氰酸鉀溶液，發生反應，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，溶液變血紅色，故答案為：硫氰酸鉀溶液；紅色；
③金屬單質都具有還原性，分別將銅片、鋅粒投入FeCl₂溶液中，結果銅片沒變化，鋅粒逐漸變小，發生反應Zn+Fe²⁺=Fe+Zn²⁺；氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產物，鋅的還原性大于鐵，鐵大于銅，故答案為：Zn Fe Cu；
（3）①若Fe²⁺在反應中表現出氧化性，化合價降低做氧化劑，只能降到0價為金屬鐵，若Fe²⁺在反應中表現出還原性，鐵元素化合價升高為三價，應轉化成三價鐵離子；
故答案為：Fe，Fe³⁺；
②實驗室的FeCl₂溶液常因氧化而變質，為反之亞鐵離子的氧化，需要加入還原鐵粉，發生反應2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；避免亞鐵離子的氧化，故答案為：加入適量鐵粉，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
分析：（1）依據元素化合價分析物質具有的氧化性還原性判斷，元素化合價最高價具有氧化性，最低價具有還原性，據中間價態具有氧化性也具有還原性；
（2）①在0.1mol?L^-1FeCl₂溶液滴入新制氯水，探究Fe²⁺的還原性，依據氯水中的氯氣具有強氧化性能氧化亞鐵離子，溶液由淺綠色變為黃色；
②驗證三價鐵離子的方法是一硫氰酸鉀溶液遇鐵離子變血紅色判斷；
③氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產物分析判斷；
（3）①若Fe²⁺在反應中表現出氧化性，化合價降低到0價，為Fe；若Fe²⁺在反應中表現出還原性需要元素化合價升高，變化為三價鐵離子；
②防止亞鐵鹽溶液被氧化，需要加入鐵粉；
點評：本題考查了元素化合價變化與氧化性還原性的關系判斷，鐵及其化合物性質的應用，離子檢驗的方法應用，氧化還原反應概念的分析判斷，題目較簡單．