Question

針對(duì)蘇教版化學(xué)1第75頁(yè)上“鐵與氧化性較弱的氧化劑（如鹽酸、硫酸銅溶液等）反應(yīng)轉(zhuǎn)化為+2價(jià)鐵的化合物，如果與氧化性較強(qiáng)的氧化劑（如氯氣、雙氧水等）反應(yīng)則轉(zhuǎn)化為+3價(jià)的化合物”的敘述，化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組擬通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)探究“新制的還原性鐵粉和鹽酸的反應(yīng)（鐵過(guò)量）”．請(qǐng)你參與探究并回答有關(guān)問(wèn)題：
（1）利用KSCN、H₂O₂等藥品檢驗(yàn)反應(yīng)后的混合液中含有二價(jià)鐵的實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象是

先加硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象，再滴加雙氧水少許，看到溶液呈血紅色

；但在實(shí)驗(yàn)中往往又看到紅色迅速褪去，同時(shí)溶液呈黃色，其可能的原因是

硫氰根被氧化

；學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往滴加雙氧水的濃度過(guò)大，或者過(guò)量，還看到迅速產(chǎn)生大量氣泡，寫出該現(xiàn)象產(chǎn)生的化學(xué)方程式：

2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑

．
（2）有資料介紹“取少量反應(yīng)液（含二價(jià)鐵）先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈現(xiàn)血紅色．若再滴加過(guò)量新制氯水，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去．同學(xué)對(duì)紅色褪去的原因提出各自的假設(shè)．某同學(xué)的假設(shè)是：溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)．”如果+3價(jià)鐵被氧化為FeO₄^2-，試寫出該反應(yīng)的離子方程式

2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺

．
（3）探究高鐵酸鉀的某種性質(zhì)．
【實(shí)驗(yàn)一】將適量K₂FeO₄固體分別溶解于pH 為 4.74、7.00、11.50 的水溶液中，配得FeO₄^2-濃度為 1.0mmol?L^-1（1mmol?L^-1=10^-3mol?L^-1）的試樣，靜置，考察不同初始 pH 的水溶液對(duì)K₂FeO₄某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1（注：800min后，三種溶液中高鐵酸鉀的濃度不再改變）．

【試驗(yàn)二】將適量 K₂FeO₄溶解于pH=4.74 的水溶液中，配制成FeO₄^2-濃度為 1.0mmol?L^-1 的試樣，將試樣分別置于 20℃、30℃、40℃和 60℃的恒溫水浴中，考察不同溫度對(duì)K₂FeO₄某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見圖2．則
①實(shí)驗(yàn)1的目的是

研究FeO₄^2-在不同pH溶液中的穩(wěn)定性（或反應(yīng)的速率）

；
②實(shí)驗(yàn)2可得出的結(jié)論是

溫度越高，F(xiàn)eO₄^2-越不穩(wěn)定（或與水反應(yīng)的速率越快）

；
③高鐵酸鉀在水中的反應(yīng)為4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑．由圖1可知，800min時(shí)，pH=11.50的溶液中高鐵酸鉀最終濃度比pH=4.74的溶液中高，主要原因是

pH=11.50的溶液中OH^-離子濃度大，使平衡向左移動(dòng)

．

Answer 1

分析：（1）亞鐵離子具有還原性，鐵離子遇KSCN溶液顯血紅色；若硫氰根被氧化，則紅色褪去，氯化鐵能加快過(guò)氧化氫的分解；
（2）根據(jù)反應(yīng)物與生成物來(lái)書寫離子反應(yīng)方程式；
（3）①pH不同，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性不同；
②溫度不同，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性不同；
③pH越大，OH^-離子濃度越大，影響平衡移動(dòng)．

解答：解：（1）因亞鐵離子具有還原性，鐵離子遇KSCN溶液顯血紅色，則KSCN、H₂O₂等藥品檢驗(yàn)反應(yīng)后的混合液中含有二價(jià)鐵的實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象是先加硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象，再滴加雙氧水少許，看到溶液呈血紅色；在實(shí)驗(yàn)中往往又看到紅色迅速褪去，同時(shí)溶液呈黃色，其可能的原因是硫氰根被氧化；做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往滴加雙氧水的濃度過(guò)大，或者過(guò)量，還看到迅速產(chǎn)生大量氣泡，發(fā)生2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑，
故答案為：先加硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象，再滴加雙氧水少許，看到溶液呈血紅色；硫氰根被氧化；2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑；
（2）由信息可知，鐵離子被氯氣氧化為FeO₄^2-和鹽酸，該離子反應(yīng)為2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺；
（3）①由實(shí)驗(yàn)一可知，pH不同，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性不同，則實(shí)驗(yàn)1的目的為研究FeO₄^2-在不同pH溶液中的穩(wěn)定性（或反應(yīng)的速率），
故答案為：研究FeO₄^2-在不同pH溶液中的穩(wěn)定性（或反應(yīng)的速率）；
②由圖2可知，溫度不同，F(xiàn)eO₄^2-穩(wěn)定性不同，所以實(shí)驗(yàn)2可得出的結(jié)論是溫度越高，F(xiàn)eO₄^2-越不穩(wěn)定（或與水反應(yīng)的速率越快），
故答案為：溫度越高，F(xiàn)eO₄^2-越不穩(wěn)定（或與水反應(yīng)的速率越快）；
③由圖1可知，800min時(shí)，pH=11.50的溶液中高鐵酸鉀最終濃度比pH=4.74的溶液中高，因pH=11.50的溶液中OH^-離子濃度大，使4FeO₄^2-+10H₂O?4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑平衡向左移動(dòng)，
故答案為：pH=11.50的溶液中OH^-離子濃度大，使平衡向左移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，明確發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注意信息的利用及圖象的分析為解答的難點(diǎn)，題目難度較大．