Question

某班同学用如下实验探究Fe²⁺、Fe³⁺的性质。回答下列问题：

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

(2)甲组同学取2mlFeCl₂溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl₂可将Fe²⁺氧化。写出FeCl₂溶液与氯水反应的离子方程式_____________。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl₂溶液中先加入0.5ml煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和l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6mL0.1mol/LFeCl₃溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1mLCCl₄充分振荡、静置，CCl₄层呈紫色；

②第二只试管中加入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。

已知生成蓝色沉淀的离子方程式为3Fe²⁺ +2[Fe(CN)₆]^3- =Fe₃ [Fe(CN)₆]₂↓，则实验②的目的是检验有_______________离子生成(填离子符号)。

实验①和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___________________(填“可逆反应”、“不可逆反应”)。

(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)。

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 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，以及随反应进行pH增大，均会促进Fe3+的水解平衡正向移动，从而生成Fe(OH)3沉淀

【解析】

(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁溶液中加入铁粉防止氯化亚铁被氧化；
(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁；
(3)煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响；
(4)加入1滴K3[Fe (CN)6]溶液，生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象，第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色说明生成I2，碘离子被铁离子氧化为碘单质，随浓度变小，碘离子在稀的氯化铁溶液中不发生氧化还原反应；

(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子；铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用；过氧化氢分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动。

(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化，
因此，本题正确答案是：防止Fe2+被氧化；
(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- , 
因此，本题正确答案是：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； 
(3) 煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响，
因此，本题正确答案是：隔绝空气(排除氧气对实验的影响)；
(4)加入1滴K3[Fe (CN)6]溶液，生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象，实验②检验的离子是Fe2+，①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色说明生成I2，碘离子被铁离子氧化为碘单质，反应的离子方程式为：2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+，③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明随浓度变小，碘离子在稀的氯化铁溶液中不发生氧化还原反应，仍含有铁离子，在I-过量的情况下，溶液中仍含有Fe3+，说明该反应为可逆反应。
因此，本题正确答案是：Fe2+ ；Fe3+；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，溶液变成棕黄色，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用，产生气泡的原因是铁离子做过氧化氢分解催化剂分解生成氧气，氯化铁溶液中存在水解平衡，Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+，水解反应为吸热反应，过氧化氢分解放出热量，促进Fe3+的水解平衡正向移动。

因此，本题正确答案是：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；Fe3+催化H2O2分解产生O2 ；H2O2分解反应放热，以及随反应进行pH增大，均会促进Fe3+的水解平衡正向移动，从而生成Fe(OH)3沉淀。