Question

【題目】某同學在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉化實驗。

實驗Ⅰ：將Fe3+轉化為Fe2+

(1)Fe3+與Cu粉發生反應的離子方程式為_________________________________。

(2)某學生用對比實驗法探究白色沉淀產生的原因，請填寫實驗萬案：

實驗方案	現象	結論
步驟1：取4mL①__________ mol/LCuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液	產生白色沉淀	CuSO4溶液與KSCN溶液反應產生了白色沉淀
步驟2：取4mL②__________mol/LFeSO4 溶液向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液	無明顯現象

查閱資料：

已知①SCN-的化學性質與I-相似 ②2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

Cu2+與SCN-反應的離子方程式為③___________________________________。

實驗Ⅱ：將Fe2+轉化為Fe3+

實驗方案	現象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入 3mL0.5mol/L稀硝酸	溶液變為棕色，放置一段時間后，棕色消失，溶液變為黃色

探究上述現象出現的原因：

查閱資料：Fe2++NOFe(NO)2+(棕色)

(3)用離子方程式解釋NO產生的原因___________________________________。

(4)從化學反應速率與限度的角度對體系中存在的反應進行分析：

反應Ⅰ：Fe2+與HNO3反應；反應Ⅱ：Fe2+與NO反應

①反應Ⅰ是一個不可逆反應，設計實驗方案加以證明_____________________________。

②請用化學平衡移動原理解釋溶液由棕色變為黃色的原因_____________________________。

Answer 1

【答案】 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ①0.1 0.2 Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 取少量反應Ⅰ的溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應Ⅰ是一個不可逆反應 Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，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+完全轉化為Fe3+，溶液由棕色變為黃色

【解析】(1). Cu與Fe3+反應生成Fe2+和Cu2+，離子方程式為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故答案為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

(2). 由反應2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知，圖1得到的溶液中Fe2+為0.2mol/L、Cu2+為0.1mol/L，取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，分別滴入KSCN溶液進行對照實驗，故實驗方案為：步驟1、取4mL0.1mol/LCuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液；步驟2、取4mL0.2mol/LFeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液。由已知信息①、②可知，Cu2+與SCN反應生成CuSCN沉淀，同時生成(SCN)2，該反應的離子方程式為：2Cu2++4SCN－=2CuSCN↓+(SCN)2，故答案為：0.1；0.2；2Cu2++4SCN－=2CuSCN↓+(SCN)2；

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

(4). ①. 硫酸亞鐵和稀硝酸反應時硝酸過量，若反應I存在平衡，溶液中應含有Fe2+，否則沒有Fe2+，具體的實驗方案是：取少量反應I的溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應I是不可逆反應，故答案為：取少量反應Ⅰ的溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應Ⅰ是一個不可逆反應；

②. Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，導致溶液中Fe2+濃度降低，使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動，最終Fe(NO)2+完全轉化為Fe3+，溶液由棕色變為黃色，故答案為：Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，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+完全轉化為Fe3+，溶液由棕色變為黃色。