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。某研究小組為研究溶液中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）在酸性條件下，Fe2+被O2氧化的反應(yīng)方程式為：4Fe2++O24Fe3++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(jìn)行得很完全 d．酸性條件下Fe2+不會被氧化

（3）結(jié)合如圖分析不同pH對Fe2+被O2氧化的反應(yīng)發(fā)生了怎樣的影響______。

（4）研究小組在查閱資料時還得知：氧氣的氧化性隨溶液的酸性增強(qiáng)而增強(qiáng)。通過以上研究可知，配制FeSO4溶液的正確做法是______。

（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0.0200molL-1KCr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液16.50mL，則溶液中c（Fe2+）=______molL-1。

Answer 1

【答案】Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+ 向溶液中滴加少量稀硫酸 ac pH越大氧化率越大 向其中加入少量的硫酸和鐵粉等 0.099

【解析】

（1）Fe2+在溶液中水解使溶液呈酸性，滴加少量稀硫酸，增大溶液中氫離子濃度，使水解平衡逆向進(jìn)行；

（2）依據(jù)題給信息平衡常數(shù)很大和題給圖像分析；

（3）根據(jù)圖象可知，溶液pH越大，亞鐵離子被氧化的曲線斜率越大；

（4）加入少量鐵粉能防止亞鐵離子被氧化加入少量硫酸能防止亞鐵離子水解；

（5）依據(jù)化學(xué)方程式計算。

（1）Fe2+在溶液中水解使溶液呈酸性，水解的離子方程式為Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+，要抑制FeSO4水解，可以采取的措施是向溶液中滴加少量稀硫酸，增大溶液中氫離子濃度，使水解平衡逆向進(jìn)行，故答案為：Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+；向溶液中滴加少量稀硫酸；

（2）a、已知常溫下4Fe2++O24Fe3++2H2O的平衡常數(shù)很大，說明Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的趨勢很大，故a正確；

b、根據(jù)圖象可知，Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的速率與溶液pH有關(guān)，pH=4.7時反應(yīng)速率較小，故b錯誤；

c、該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)很大，反應(yīng)進(jìn)行的很完全，故c正確；

d、根據(jù)圖象可知，酸性條件下Fe2+的氧化速率較小，但仍然會被氧化，故d錯誤；

ac正確，故答案為：ac；

（3）根據(jù)圖象可知，溶液pH越大，亞鐵離子被氧化的曲線斜率越大，說明pH越大氧化率越大，故答案為：pH越大氧化率越大；

（4）氧氣的氧化性隨溶液的酸性增強(qiáng)而增強(qiáng)，為了防止亞鐵離子被氧化，配制FeSO4溶液時需要加入少量鐵粉；為了防止亞鐵離子水解，還需要加入少量硫酸，即向配制FeSO4溶液的方法是：加入少量的硫酸和鐵粉等，故答案為：向其中加入少量的硫酸和鐵粉等；

（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，n（KCr2O7）=0.0200molL-1×16.50×10-3L=3.3×10-4mol，根據(jù)反應(yīng)可知，n（Fe2+）=6n（KCr2O7）=3.3×10-4mol×6=1.98×10-3mol，則溶液中c（Fe2+）=1.98×10-3mol /0.02L=0.099mol/L，故答案為：0.099。