Question

甲同學進行Fe²⁺還原性的實驗，針對異常現象進行探究．
步驟一：制取FeCl₂溶液．向0.1mol?L^-1 FeCl₃溶液中加足量鐵粉振蕩，靜置后取上層清液，測得pH＜1．
實驗二：向2mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1mol?L^-1KSCN溶液，無現象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物質的量濃度約為1.5mol?L^-1、pH約為5），觀察到溶液變紅，大約10秒左右紅色褪去，有氣體生成（經檢驗為O₂）．
（1）用離子方程式表示步驟二中溶液變紅的原因：

 

、
（2）甲探究步驟二中溶液褪色的原因：
Ⅰ．取褪色后溶液兩份，一份滴加FeCl₃溶液無現象；另一份滴加KSCN溶液出現紅色；
Ⅱ．取褪色后溶液，滴加鹽酸和BaCl₂溶液，產生白色沉淀．
Ⅲ．向2mL 0.1mol?L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1mol?L^-1KSCN溶液，變紅，通入O₂，無明顯變化．
①實驗I的說明

 

；
②實驗Ⅲ的目的是

 

．
得出結論：溶液褪色的原因是酸性條件下H₂O₂將SCN^-氧化成SO₄^2-．
（3）甲直接用FeCl₂?4H₂O配制

 

mol?L^-1的FeCl₂溶液，重復步驟二中的操作，發現液體紅色并未褪去．進一步探究其原因：
I．用激光筆分別照射紅色液體和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁達爾效應，后者無．測所配FeCl₂溶液的pH，約為3．由此，乙認為紅色不褪去的可能原因是：

 

Ⅱ．查閱資料后推測，紅色不褪去的原因還可能是pH較大時H₂O₂不能氧化SCN^-．乙利用上述部分試劑，通過實驗排除了這一可能．乙的實驗操作及現象是：

步驟	試劑及操作	現  象
i		生成白色沉淀
ii	向i所得溶液中滴加0.1mol?L-1 FeCl3溶液

Answer 1

分析：（1）亞鐵離子被過氧化氫氧化生成三價鐵離子；
Ⅰ、①取褪色后溶液兩份，一份滴加FeCl₃溶液無現象，說明溶液中SCN^-離子不存在；另一份滴加KSCN溶液出現紅色說明溶液中存在鐵離子；
②實驗Ⅲ的目的是排除實驗干擾，排除H₂O₂分解產生的O₂氧化SCN^-的可能，如果氧氣氧SCN^-紅色應褪去；
（3）步驟二中亞鐵離子的物質的量濃度，由反應可知2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，FeCl₂溶液溶質的濃度是FeCl₃濃度的1.5倍；
Ⅰ．用激光筆分別照射紅色液體和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁達爾效應，生成紅色的膠體，后者無，說明硫氰化鐵溶液不能產生丁達爾效應；
Ⅱ．如果SCN^-被過氧化氫氧化產物中應產生硫酸根離子，再加入鐵離子無明顯現象，因為硫氰化鉀已被氧化．

解答：解：（1）亞鐵離子被過氧化氫氧化生成三價鐵離子，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，生成的三價鐵離子與硫氰根離子形成血紅色的絡合 Fe³⁺+3SCN?Fe（SCN）₃，
故答案為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，Fe³⁺+3SCN?Fe（SCN）₃；
（2）①取褪色后溶液兩份，一份滴加FeCl₃溶液無現象，說明溶液中SCN^-離子不存在；另一份滴加KSCN溶液出現紅色說明溶液中存在鐵離子，
故答案為：溶液紅色褪去是因為SCN^-發生了反應而不是Fe³⁺發生反應；
②實驗Ⅲ的目的是排除實驗干擾，排除H₂O₂分解產生的O₂氧化SCN^-的可能，如果氧氣氧SCN^-紅色應褪去，故答案為：排除H₂O₂分解產生的O₂氧化SCN^-的可能；
（3）①步驟二中亞鐵離子的物質的量濃度，由反應可知2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，FeCl₂溶液溶質的濃度是FeCl₃濃度的1.5倍，所以濃度為：1.5×0.1mol?L^-1=0.15mol?L^-1，
故答案為：0.15；
②Ⅰ．用激光筆分別照射紅色液體和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁達爾效應，生成紅色的膠體，后者無，說明硫氰化鐵溶液不能產生丁達爾效應，
故答案為：H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，pH增大促進Fe³⁺水解形成紅色Fe（OH）₃膠體；
③如果SCN^-被過氧化氫氧化產物中應產生硫酸根離子，具體方法；取2 mL BaCl₂溶液，滴加2滴0.1 mol?L^-1KSCN溶液和5滴5% H₂O₂溶液，
故答案為：取2 mL BaCl₂溶液，滴加2滴0.1 mol?L^-1KSCN溶液和5滴5% H₂O₂溶液；
④再加入鐵離子無明顯現象，因為硫氰化鉀已被氧化，現象為：無明顯現象，
故答案為：無明顯現象．

點評：本題亞鐵離子和鐵離子的有關性質，以及之間的轉化，難度較大．