Question

某班同学用如下实验探究Fe²⁺、Fe³⁺的性质。回答下列问题：

（1）分別取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol /L的溶液。在FeCl₂溶 液中需加入少量铁屑，其目的是___________。

（2）甲组同学取2 mLFeCl₂溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液変红，说明Cl₂可将Fe²⁺氧化。FeCl₂溶液与氯水反应的离子方程式为____________。

（3）乙组同学认为甲组的实验不够谨慎，该组同学在2 mL FeCl₂溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是__________。

（4）丙组同学取10 mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1 mol/LFeCl₃溶液混合。 分別取2 mL此溶液于3支武管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1 mL CCl₄充分振荡、静置，CCl₄层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K₃[Fe(CN)₆]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是_______(填离子符号)；实验①和实验③说明：在I^-过量的情况下， 溶液中仍含有_____  (填离子符号)；由此可以证明该氧化还原反应为___________。

（5）丁组同学向盛有H₂O₂溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl₂溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________。一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是__________。 生成沉淀的原因是______________(用平衡移动原理解释)。

（6）某铁的氧化物(Fe_xO) 1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液通入标准状况下112 mL Cl₂，恰好将Fe²⁺完全氧化，则x值为________。

Answer

防止Fe2+被氧化 2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ +2Cl- 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) Fe2+ Fe3+ 可逆反应 2Fe2+ +H2O2+2H+=2Fe3++ 2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动 0.80

【解析】分析：本题考查Fe2+、Fe3+的性质探究、离子方程式的书写、可逆反应的探究、外界条件对盐类水解平衡的影响和化学计算。

（1）FeCl2易被空气中O2氧化而变质，Fe能与Fe3+反应生成Fe2+。

（2）FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。

（3）煤油难溶于水，煤油的密度比水小，煤油的作用是隔绝空气。

（4）实验②“加入K3[Fe（CN）6]生成蓝色沉淀”，检验Fe2+。实验③“加入KSCN溶液，溶液变红”，说明反应后的溶液中仍含有Fe3+；即在I-过量时溶液中仍含Fe3+，由此说明该氧化还原反应为可逆反应。

（5）H2O2与酸化的FeCl2溶液反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。一段时间后溶液中有气泡出现，H2O2在Fe3+催化下分解产生O2。生成的红褐色Fe（OH）3沉淀用Fe3+水解平衡的移动解释。

（6）根据得失电子守恒列式。

详解：（1）由于FeCl2易被空气中O2氧化而变质，加入Fe能与Fe3+反应生成Fe2+，在FeCl2溶液中加入少量铁屑可防止Fe2+被氧化，在FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是：防止Fe2+被氧化。

（2）氯水将FeCl2氧化成FeCl3，FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。

（3）煤油难溶于水，煤油的密度比水小，煤油将FeCl2溶液与空气隔开，排除O2对实验的影响。煤油的作用是：隔绝空气（排除O2对实验的影响）。

（4）根据实验①“CCl4层显紫色”，说明反应生成I2；根据实验②“加入K3[Fe（CN）6]生成蓝色沉淀”，说明反应生成Fe2+；根据实验③“加入KSCN溶液，溶液变红”，说明反应后的溶液中仍含有Fe3+。实验②“加入K3[Fe（CN）6]生成蓝色沉淀”，检验Fe2+。实验①和实验③说明，在I-过量的情况下，溶液中仍含Fe3+。由此说明该氧化还原反应为可逆反应。

（5）向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变为棕黄色，说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。一段时间后溶液中有气泡出现，生成的Fe3+催化H2O2分解产生O2，产生气泡的原因是：Fe3+催化H2O2分解产生O2。生成的红褐色沉淀为Fe（OH）3，生成沉淀的原因是：在溶液中Fe3+存在水解平衡（Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+），盐类水解为吸热反应，H2O2分解放热，温度升高，促进Fe3+的水解平衡正向移动产生Fe（OH）3沉淀。

（6）n（Cl2）==0.005mol，FexO中Fe的平均价态为+，通入Cl2后Fe元素全部转化为Fe3+，根据得失电子守恒，x（3-）=0.005mol2，解得x=0.80。