Question

【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)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(qǐng)?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)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(xué)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(shí)驗(yàn)Ⅱ：將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+

實(shí)驗(yàn)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(shí)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），3Fe2+ +2[Fe（CN）6]3－＝ Fe3[Fe（CN）6]2（藍(lán)色）

（3）用離子方程式解釋NO 產(chǎn)生的原因_________________________________。

（4）從化學(xué)反應(yīng)速率與限度的角度對(duì)體系中存在的反應(yīng)進(jìn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ__________（填“快”或“慢”）。

②乙認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ是一個(gè)不可逆反應(yīng)，并通過實(shí)驗(yàn)證明其猜測(cè)正確，乙設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是__________________________________________________________________________。

③已知：在一個(gè)已經(jīng)達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)中，如果改變影響平衡的條件之一（如溫度、壓強(qiáng)，以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。如：當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度時(shí)，平衡要向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡的移動(dòng)使得增加的反應(yīng)物濃度又會(huì)逐步減少。

請(qǐng)用上述原理解釋溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因________________________________。

Answer 1

【答案】 Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+ 0.1 取4mL 0.2mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液 2Cu2++4SCN－＝ 2CuSCN ↓+（SCN）2 3Fe2++4H＋+ NO3－＝3Fe3++NO↑+2H2O 慢 取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3Fe（CN）6溶液，無明顯變化，說明反應(yīng)Ⅰ是不可逆反應(yīng) Fe2+被HNO3氧化，導(dǎo)致Fe2+濃度降低，使平衡Fe2+ + NO Fe（NO）2+ 逆向移動(dòng)，最終Fe（NO）2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色。

【解析】（1）Fe3+與Cu粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+。

（2）由上面實(shí)驗(yàn)可知，過量的銅粉與4mL0.1mol/L Fe2(SO4)3充分反應(yīng)后，溶液中c(CuSO4)=0.1mol/L,c(FeSO4)=0.2mol/L。欲探究白色沉淀產(chǎn)生的原因，根據(jù)控制變量法可以設(shè)計(jì)如下寫實(shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：取4mL0.1mol/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：取取4mL 0.2mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液	無明顯現(xiàn)象

由資料中信息可知，Cu2+與SCN－反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++4SCN－＝ 2CuSCN ↓+(SCN)2 。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：向硫酸亞鐵溶液中加入稀硝酸后，可以將Fe2+氧化為Fe3+，硝酸被還原為NO，根據(jù)信息，NO可與Fe2+反應(yīng)生成棕色的離子Fe(NO)2+，所以溶液變?yōu)樽厣�，隨著溶液中亞鐵離子不斷被氧化為鐵離子，溶液由棕色逐漸變?yōu)辄S色。

（3）用離子方程式解釋NO 產(chǎn)生的原因3Fe2++4H＋+ NO3－＝3Fe3++NO↑+2H2O 。

（4）①依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，先看到溶液變?yōu)樽厣�，所以甲認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ慢。

②根據(jù)上面資料可知，要證明反應(yīng)Ⅰ是不可逆反應(yīng)，只需檢驗(yàn)最后的溶液中是否有Fe2+，所以可以設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3Fe(CN)6溶液 (溶液不變藍(lán)即可證明反應(yīng)I是不可逆反應(yīng))。

③溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因:Fe2+被HNO3氧化，導(dǎo)致Fe2+濃度降低，使平衡

Fe2+ + NO Fe(NO)2+ 逆向移動(dòng)，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色。