Question

【題目】某興趣小組研究含鐵元素的鹽類物質的制備、保存和性質。

實驗I. 配制FeCl2溶液：向0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中加入足量鐵粉，充分振蕩，備用。

(1)FeCl3溶液與鐵粉反應的離子方程式是__________。

(2)在老師的指導下，配制的FeCl2溶液底部仍保留一層鐵粉，請說明該操作的必要性__________。

實驗II. 通過Fe(NO3)2的性質實驗，探究試劑添加順序的不同對現象和反應的影響。

實驗	試劑及操作		現象
	試管	滴管
	0.1 mol/L Fe(NO3)2溶液	實驗i： 先滴加1.0 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液； 再滴加1.5mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液	i. 滴加NaOH溶液后__________；加酸后溶液變為黃色
		實驗ii： 先滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液； 再滴加1.0 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液	ii. 加酸時溶液無明顯現象；加堿后溶液依然沒有明顯變化

(3)實驗i中滴加NaOH溶液后出現的一系列現象是__________；請用化學或離子方程式說明Fe(NO3)2溶液中滴加堿溶液后出現此系列現象的原因__________、__________。

(4)探究實驗ii中先滴加H2SO4溶液時Fe(NO3)2溶液中是否發生了反應：

A. 向1.0 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中__________(填寫具體實驗方法)，溶液立即變紅，說明加酸時溶液中發生了反應，生成了Fe3+。

B. 推測溶液中產生Fe3+的可能原因有兩種：

a. 酸性條件下，__________；

b. 酸性條件下，Fe2+可能被空氣中的O2氧化，寫出相應的離子方程式：___________。

Answer 1

【答案】2Fe3++Fe=3Fe2+ Fe2+具有還原性，易被氧氣氧化為Fe3+，加鐵粉可抑制Fe3+的生成 生成白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 滴加KSCN溶液，沒有明顯現象，再向其中滴加1.5 mL 1.0 mol· L-1 H2SO4溶液 Fe(NO3)2溶液中的Fe2+被NO3-氧化 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

【解析】

(1)FeCl3溶液與鐵粉反應，Fe3+被Fe還原生成Fe2+。

(2)配制的FeCl2溶液底部仍保留一層鐵粉，一旦生成Fe3+，可被Fe還原。

(3)實驗i中滴加NaOH溶液后，起初生成Fe(OH)2，最后轉化為Fe(OH)3。

(4)A．向1.0 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中，加酸后生成Fe3+，則應加入檢驗Fe3+的試劑。

B．推測溶液中產生Fe3+的可能原因有兩種：

a. 酸性條件下，NO3-表現氧化性；

b. 酸性條件下，Fe2+可能被空氣中的O2氧化，生成Fe3+和H2O。

(1)FeCl3溶液與鐵粉反應，Fe3+被Fe還原生成Fe2+，離子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+。答案為：2Fe3++Fe=3Fe2+；

(2)配制的FeCl2溶液底部仍保留一層鐵粉，一旦生成Fe3+，可被Fe還原，該操作的必要性是Fe2+具有還原性，易被氧氣氧化為Fe3+，加鐵粉可抑制Fe3+的生成。答案為：Fe2+具有還原性，易被氧氣氧化為Fe3+，加鐵粉可抑制Fe3+的生成；

(3)實驗i中滴加NaOH溶液后，出現的一系列現象是生成白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；Fe(NO3)2溶液中滴加堿溶液后出現此系列現象的原因是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。答案為：生成白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(4)A．向1.0 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中，加酸后生成Fe3+，則應加入檢驗Fe3+的試劑，具體實驗方法為滴加KSCN溶液，沒有明顯現象，再向其中滴加1.5 mL 1.0 mol· L-1 H2SO4溶液。答案為：滴加KSCN溶液，沒有明顯現象，再向其中滴加1.5 mL 1.0 mol· L-1 H2SO4溶液；

B．推測溶液中產生Fe3+的可能原因有兩種：

a. 酸性條件下，Fe(NO3)2溶液中的Fe2+被NO3-氧化；答案為：Fe(NO3)2溶液中的Fe2+被NO3-氧化；

b. 酸性條件下，Fe2+可能被空氣中的O2氧化，生成Fe3+和H2O，離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。答案為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。