Question

【題目】某同學在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化的實驗：

實驗Ⅰ：將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+

（1）Fe3+與Cu粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

（2）探究白色沉淀產(chǎn)生的原因，請?zhí)顚憣嶒灧桨福?/span>

實驗方案	現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：取4mL mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液	產(chǎn)生白色沉淀	CuSO4與KSCN反應(yīng)產(chǎn)生了白色沉淀
：步驟2：取	無明顯現(xiàn)象

查閱資料：

ⅰ．SCN－的化學性質(zhì)與I－相似 ⅱ．2Cu2+ + 4 I－= 2CuI↓+ I2，Cu2+與SCN－反應(yīng)的離子方程式為 。

實驗Ⅱ：將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+

實驗方案	現(xiàn)象
向3mL 0.1mol/L FeSO4溶液中加入1 mL 8mol/L稀硝酸	溶液變?yōu)樽厣�，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色

探究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因：

查閱資料：Fe2+ + NO Fe(NO)2+(棕色)

（3）用離子方程式解釋NO 產(chǎn)生的原因 。

（4）從化學反應(yīng)速率與限度的角度對體系中存在的反應(yīng)進行分析：

反應(yīng)Ⅰ：Fe2+與HNO3反應(yīng)； 反應(yīng)Ⅱ：Fe2+與NO反應(yīng)

① 依據(jù)實驗現(xiàn)象，甲認為反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ (填“快”或“慢”)。

② 乙認為反應(yīng)Ⅰ是一個不可逆反應(yīng)，并通過實驗證明其猜測正確，乙設(shè)計的實驗方案是 。

③ 請用化學平衡移動原理解釋溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因 。

（5）丙認為若生成的NO與Fe2+不接觸，溶液就不會出現(xiàn)棕色，請設(shè)計實驗方案，并畫出實驗裝置圖，實現(xiàn)Fe2+Fe3+的轉(zhuǎn)化，同時避免出現(xiàn)此異常現(xiàn)象。

Answer 1

【答案】（1）2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；

（2）0.1；取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2；

（3）3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；

（4）①慢；②取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應(yīng)I是不可逆反應(yīng)；③Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，導致溶液中Fe2+濃度降低，導致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色；

（5）。

【解析】

試題分析：（1）Fe3+與Cu粉發(fā)生反應(yīng)生成銅離子與亞鐵離子，反應(yīng)離子方程式為：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，故答案為：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；

（2）由反應(yīng)2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，可知圖1中得到溶液中Fe2+為0.2mol/L，Cu2+為0.1mol/L，分別取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，滴入KSCN溶液進行對照實驗，故實驗方案為：

步驟1：取4mL 0.1mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液，

步驟2：取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液，

由題目信息ii可知，Cu2+與SCN-反應(yīng)生成CuSCN沉淀，同時生成(SCN)2，反應(yīng)離子方程式為：Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2，

故答案為：0.1；取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2；

（3）亞鐵離子具有還原性，酸性條件下硝酸根具有強氧化性，反應(yīng)生成鐵離子、NO與水，反應(yīng)離子方程為：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O，故答案為：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；

（4）①溶液先變?yōu)樽厣�，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，反應(yīng)速率快的反應(yīng)現(xiàn)象最先表現(xiàn)，反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ的慢，故答案為：慢；

②反應(yīng)中硝酸過量，若存在平衡，溶液中含有Fe2+，否則沒有Fe2+，具體的實驗方案是：取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應(yīng)I是不可逆反應(yīng)，故答案為：取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應(yīng)I是不可逆反應(yīng)；

③Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，導致溶液中Fe2+濃度降低，導致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色，故答案為：Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，導致溶液中Fe2+濃度降低，導致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色；

（5）利用原電池原理，使NO與Fe2+在不同的電極區(qū)域生成，實驗裝置圖為，故答案為：。