Question

Ⅰ.铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。

请根据题意，完成下列填空：

(1)向酸化的FeCl₃溶液中逐滴加入KI溶液，溶液变成棕褐色。该反应的离子方程式为________________。

(2)向酸化的FeSO₄溶液中加几滴硫氰化钾溶液，没有什么明显变化，再滴加双氧水，溶液变血红色。继续滴加双氧水，血红色逐渐褪去，且有气泡产生。

写出上述变化中，有关反应的离子方程式：

①____________________________________；

②Fe^3＋＋3SCN^－=Fe(SCN)₃；

③11H₂O₂＋2SCN^－=2SO₄^2—＋2CO₂↑＋N₂↑＋10H₂O＋2H^＋

若生成1 mol N₂，H₂O₂和SCN^－的反应中转移电子的物质的量是________ mol。

(3)根据以上实验，推断Fe^2＋、I^－和SCN^－的还原性由强到弱的顺序为________。

Ⅱ.某课题组利用Fe粉和KNO₃溶液反应，模拟地下水脱氮过程，探究脱氮原理。

(4)实验前：①先用0.1 mol·L^－1 H₂SO₄洗涤Fe粉，其目的是__________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO₃溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O₂对脱氮的影响，应向KNO₃溶液通入________(写化学式)。

(5)如图表示足量Fe粉还原上述KNO₃溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应生成的阳离子分别是________、________。t₁时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH₄⁺的浓度在增大，Fe^2＋的浓度却没有增大，可能的原因是__________________。

Answer

Ⅰ.(1)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2

(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O 22

(3)I－＞Fe2＋＞SCN－

Ⅱ.(4)除去Fe粉表面的铁锈(Fe2O3)等杂质 N2

(5)Fe2＋、NH4+ 溶液的pH增大，Fe2＋形成了Fe(OH)2(或与溶液中OH－结合)

【解析】(1)Fe3＋能氧化I－，离子方程式为2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。

(2)Fe2＋和SCN－不反应，当加入H2O2时，发生2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O，然后Fe3＋和SCN－反应生成血红色溶液，继续滴加H2O2，SCN－被氧化。根据反应③，当有1 mol N2生成时，转移电子的物质的量为11×2×[－1－(－2)] mol＝22 mol。(注：根据氧化剂计算方便)

(3)根据(1)(2)中方程式可得还原性I－＞Fe2＋＞SCN－。(根据还原剂还原性大于还原产物还原性)

(4)因为Fe粉表面有铁锈，所以应预先用H2SO4除去。因为Fe粉在溶液中能被O2氧化，所以应通入N2排除O2的干扰。

(5)根据图中信息，Fe粉被NO3—氧化成Fe2＋，其本身被还原成NH4+，在此过程中碱性增强，因为有OH－生成，Fe2＋与之反应生成Fe(OH)2沉淀，造成Fe2＋的浓度变化不大。