Question

Ⅰ鐵鹽、亞鐵鹽是實驗室常用的藥品。
請根據題意，完成下列填空：
（1）向酸化的FeCl₃溶液中逐滴加入KI溶液，溶液變成棕褐色。該反應的離子方程式為     。
（2）向酸化的FeSO₄溶液中加幾滴硫氰化鉀溶液，沒有什么明顯變化，再滴加雙氧水，溶液變紅色。繼續滴加雙氧水，紅色逐漸褪去，且有氣泡產生。
寫出上述變化中，有關反應的離子方程式：
①     
②Fe^3＋＋3SCN^－＝Fe(SCN)₃
③11H₂O₂＋2SCN^－＝2SO₄^2－＋2CO₂↑＋N₂↑＋10H₂O＋2H^＋
若生成1mol N₂，H₂O₂和SCN^－的反應中轉移電子的物質的量是     mol。
（3）根據以上實驗，推斷Fe²⁺、I^－和SCN^－的還原性由強到弱的順序為     。
Ⅱ某課題組利用Fe粉和KNO₃溶液反應，模擬地下水脫氮過程，探究脫氮原理。
（4）實驗前：①先用0.1 mol·L^-1H₂SO₄洗滌Fe粉，其目的是     ，然后用蒸餾水洗滌至中性；②將KNO₃溶液的pH調至2.5；③為防止空氣中的O₂對脫氮的影響，應向KNO₃溶液通入     （寫化學式）。
（5）如圖表示足量Fe粉還原上述KNO₃溶液過程中，測出的溶液中相關離子濃度、pH 隨時間的變化關系（部分副反應產物曲線略去）。請根據圖中信息寫出t₁時刻前該反應生成的陽離子分別是     、     。t₁時刻后，該反應仍在進行，溶液中NH₄⁺的濃度在增大，Fe²⁺的濃度卻沒有增大，可能的原因是     。

Answer 1

（15分）
Ⅰ．（1）2Fe³⁺+2I^－＝2Fe²⁺ +I₂  （2分）；
（2）2Fe²⁺ +H₂O₂+2H⁺= 2Fe³⁺ +2H₂O （2分）；22（2分）；
（3）I^－>Fe²⁺>SCN^－  （2分）
Ⅱ．（4）除去Fe粉表面的鐵銹（Fe₂O₃）等雜質 （2分）；N₂ （1分）
（5）Fe²⁺、NH₄⁺ （各1分，共2分）；
溶液的pH增大，Fe²⁺形成了Fe(OH)₂或與溶液中OH^—結合（2分）

試題分析：
（1）Fe³⁺具有氧化性，I^-具有還原性，二者發生氧化還原反應生成Fe²⁺和I₂。
（2）酸性條件下H₂O₂氧化Fe²⁺生成Fe³⁺和水。反應③中H₂O₂作氧化劑，S和N被氧化，每生成1molN₂轉移22mol電子。
（3）由2Fe³⁺+2I^－＝2Fe²⁺ +I₂ 可知還原性I^->Fe²⁺；由FeSO₄溶液中加幾滴硫氰化鉀溶液，無明顯變化可知還原性SCN^-<Fe²⁺。
（4）用硫酸除去鐵表面的鐵銹。為防止氧氣對脫氮的影響，可通入氮氣。
（5）由圖像可知t₁時刻前生成的陽離子是Fe²⁺、NH₄⁺。Fe與NO₃^-生成Fe²⁺和NH₄⁺，Fe²⁺濃度沒有增大可能的原因是溶液pH增大，Fe²⁺形成了Fe(OH)₂。