Question

【題目】某班幾個興趣小組做了以下實驗。

甲組：兩同學利用下列試劑：鐵粉、0.1mol/L FeCl3溶液、0.1mol/L FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2+、Fe3+ 的性質，設計實驗方案進行實驗，完成下列表格。

探究內容	實驗方案	實驗現象	寫出離子方程式
①探究Fe2+具有還原性	取少FeCl2溶液，加入少量KSCN溶液后，再往溶液中加入少量________。	溶液先不變紅，后變為血紅色。	Fe2+發生的反應： _____________
②探究Fe3+具有氧化性	取少量FeCl3溶液，加入足 量______后，振蕩，靜置，再往溶液中加入少量KSCN溶液。	溶液不變為血紅色。	Fe3+發生的反應：________

乙組：兩同學利用下圖所示的裝置進行鐵與水蒸氣反應的實驗，并繼續研究鐵及其化合物的部分性質。

請回答下列問題。

（1）硬質試管中發生反應的化學方程式為_______________。

（2）欲確定反應后硬質試管中固體物質的成分，實驗過程如下：

①待硬質試管冷卻后，取少許其中的固體物質溶于足量稀硫酸得溶液B；

②取少量溶液B于試管a中，滴加KSCN溶液，溶液沒有變紅色，則溶液B中的陽離子有_________________，硬質試管中固體物質的成分是_________________。

（3）另取少量溶液B，使其與NaOH溶液反應（按圖所示），在膠頭滴管擠出NaOH溶液的瞬間可觀察到生成白色沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。請寫出與上述現象中白色沉淀轉化紅褐色沉淀的化學方程式________________。

（4）一段時間后，發現a中未變紅的溶液變成紅色，原因是 _______________

Answer 1

【答案】新制氯水 Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3++ 2 Cl－ 鐵粉 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 H+和Fe2+ Fe ,Fe3O4 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 空氣中的氧氣將Fe2+氧化為Fe3+

【解析】

甲組：探究亞鐵離子具有還原性，依據圖表中實驗步驟，加入硫氰酸鉀溶液不變紅色，證明無鐵離子，加入氧化劑氯水會氧化亞鐵離子為鐵離子，結合硫氰酸根離子形成血紅色溶液分析；探究鐵離子具有氧化性依據步驟可知加入過量鐵粉和鐵離子反應生成亞鐵離子，加入硫氰酸鉀溶液無紅色出現；

乙組：（1）該反應為鐵與水蒸氣的反應；

（2）滴加KSCN溶液，溶液沒有變紅色，說明沒有Fe3+，據此分析；

（3）氫氧化亞鐵容易被空氣氧化。

（4）變紅說明生成了Fe3+；

甲組：探究亞鐵離子具有還原性，依據圖表中實驗步驟，加入硫氰酸鉀溶液不變紅色，證明無鐵離子，加入氧化劑氯水會氧化亞鐵離子為鐵離子，結合硫氰酸根離子形成血紅色溶液，反應的離子方程式為：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；故答案為：新制氯水，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；

探究鐵離子具有氧化性依據步驟可知加入過量鐵粉和鐵離子反應生成亞鐵離子，加入硫氰酸鉀溶液無紅色出現，反應的離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe2+；故答案為：鐵粉，2Fe3++Fe=3Fe2+；

乙組：（1）鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，故答案為： ；

（2）滴加KSCN溶液，溶液沒有變紅色，說明沒有Fe3+，而鐵與水蒸氣的反應產物中有四氧化三鐵，加足量稀硫酸發生反應：；此時溶液中一定有Fe3+，價KSCN溶液沒有變紅，說明三價鐵被還原，綜合分析還原劑只能是未反應完的鐵單質，發生反應：Fe + 2Fe3+=3Fe2+，因為加了足量酸，所以陽離子還有氫離子，故答案為：H+和Fe2+； Fe ，Fe3O4；

（3）氫氧化亞鐵容易被空氣中的氧氣氧化，故答案為：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；

（4）未變紅的溶液變成紅色說明Fe2+被氧化成Fe3+，氧化劑為氧氣，

故答案為：空氣中的氧氣將Fe2+氧化為Fe3+；