Question

【題目】久置的FeSO4溶液變黃，一般認(rèn)為是二價鐵被氧化為三價鐵的緣故。某硏究小組為硏究溶液中Fe2+被O2氧化的過程，查閱資料發(fā)現(xiàn)：溶液中Fe2+的氧化過程分為先后兩步，首先是Fe2+水解，接著水解產(chǎn)物被O2氧化。于是小組同學(xué)決定研究常溫下不同pH對Fe2+被O2氧化的影響，并測定了Fe2+氧化率隨時間變化的關(guān)系，結(jié)果如圖。

回答下列問題：

（1）寫出Fe2+水解的離子方程式___；要抑制FeSO4水解，可以采取的措施是___。

（2）若配制的FeSO4溶液濃度為0.01mol/L，反應(yīng)過程中溶液體積不變，計算圖中P點Fe2+的氧化速率___。

（3）在酸性條件下，Fe2+被O2氧化的反應(yīng)方程式為：4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O，已知常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)很大。則下列說法正確的是___。

a.Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的趨勢很大

b.Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的速率很大

c.該反應(yīng)進行得很完全

d.酸性條件下Fe2+不會被氧化

（4）結(jié)合圖分析不同pH對Fe2+被O2氧化的反應(yīng)產(chǎn)生了怎樣的影響___。

（5）用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液測定溶液中Fe2+濃度，從而計算Fe2+的氧化率。反應(yīng)如下：6Fe2++Cr2O72-+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O，若取20mL待測溶液，用0.0200mol·L1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液16.50mL，則溶液中c(Fe2+)=___mol·L1。

Answer 1

【答案】2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+ 加稀H2SO4 1.6×10-4mol·(L·min)1 ac Fe2+的氧化速率隨pH增大而加快 0.0990mol·L-1

【解析】

(1)亞鐵離子水解生成氫氧化鐵和氫離子，溶液顯酸性，抑制水解可以加入對應(yīng)酸；

(2)根據(jù)v=計算Fe2+的氧化速率；

(3)常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，說明Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的趨勢很大，但反應(yīng)速率不一定很大；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能反應(yīng)完全，結(jié)合圖象分析酸性條件下亞鐵離子被氧化情況；

(4)當(dāng)溫度和其它條件相同pH值不同時，pH值越大，Fe2+的氧化率越小，以此解答該題；

(5)取20mL待測溶液，用0.0200molL-1KCr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液16.50mL，結(jié)合離子反應(yīng)方程式中的定量關(guān)系計算溶液中c(Fe2+)。

(1)Fe2+在溶液中水解生成氫氧化亞鐵和氫離子，水解的離子方程式是2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+；增大氫離子濃度，平衡逆向移動，則加稀H2SO4可抑制FeSO4水解，故答案為：2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+；加稀H2SO4；

(2)由圖可知，Fe2+濃度的變化量是0.01mol/L×40%=0.004mol/L，則圖中P點Fe2+的氧化速率v===1.6×10-4mol·(L·min)1，故答案為：1.6×10-4mol·(L·min)1；

(3)a.平衡常數(shù)越大，進行越徹底，Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的趨勢很大，故a正確；b．平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)限度大，不表示Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的速率很大，故b錯誤c．平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)限度大，該反應(yīng)進行得很完全，故c正確；d．4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O的平衡常數(shù)很大，所以酸性條件下Fe2+會被氧化，故d錯誤，ac正確，故答案為：ac；

(4)根據(jù)不同pH對Fe2+被O2氧化率隨時間變化的關(guān)系圖，可知pH越大，氧化速率越快，所以Fe2+的氧化速率隨pH增大而加快，故答案為：Fe2+的氧化速率隨pH增大而加快；

(5)設(shè)溶液中c(Fe2+)=cmol·L-1，由方程式可得下列關(guān)系：

6Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

6 1

0.02L×c0.02mol·L-1×0.01650L

則有0.02L×c×1=0.02mol·L-1×0.01650L×6，解得c=0.0990mol·L-1，故答案為：0.0990mol·L-1。