题目内容
【题目】铁在化合物中通常是Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),现有一定量固体物质A,可能由FeSO4、Fe2(SO4)3组成,通过实验确定其成分。探究过程如下:
(1)提出假设:(请把下列假设补充完整)
假设:该固体物质是FeSO4;或该固体物质是Fe2(SO4)3;或该固体物质是___。
(2)设计实验方案:取少量固体物质A于烧杯中,加适量水溶解A,然后取两份A溶液分别进行实验,实验现象与结论如表:
实验方法 | 实验现象 | 结论 |
在溶液中加入KSCN溶液 | ___ | 固体物质中有Fe2(SO4)3 |
在酸性KMnO4溶液中加入少量A振荡 | KMnO4溶液颜色无明显变化 | 固体物质中不含___。 |
(3)若该固体A可能还存在铁,则不能证明固体物质中含___,其理由至少有两个,请分别用离子方程式表示___、___。
(4),写出由“白色沉淀”转化为“红褐色沉淀”的化学方程式___。
(5)上述白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,由此得出Fe(Ⅱ)的还原性强弱与___有关,FeSO4的还原性___Fe(OH)2(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】FeSO4和Fe2(SO4)3 溶液变血红色(或红色) FeSO4 FeSO4 Fe +2Fe3+=3Fe2+ 5Fe+3MnO4-+24H+=3Mn2+ +5Fe3++12H2O 4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3 溶液酸碱性或pH 小于
【解析】
(1)根据类比法,结合铁和硫酸反应的产物,产物可能为FeSO4、Fe2(SO4)3或二者的混合物;
(2)固体物质中有Fe2(SO4)3,在溶液中加入KSCN溶液,溶液应变红;在酸性KMnO4溶液中加入少量A,KMnO4溶液颜色无明显变化,说明不含还原性物质;
(3)铁具有较强的还原性,能够与铁离子或高锰酸钾反应,据此分析判断;
(4)硫酸亚铁溶液与氨水反应生成氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,据此书写反应的方程式;
(5)硫酸亚铁溶液可以在空气中较长时间的存在,而氢氧化亚铁在空气中很快被氧化,据此分析解答。
(1)根据类比法,结合铁和硝酸反应的产物,产物可能为FeSO4、Fe2(SO4)3或FeSO4和Fe2(SO4)3的混合物,故答案为:FeSO4和Fe2(SO4)3;
(2)固体物质中有Fe2(SO4)3,在溶液中加入KSCN溶液,溶液应变红,在酸性KMnO4溶液中加入少量A,KMnO4溶液颜色无明显变化,说明固体A中不含还原性物质,即不含FeSO4,故答案为:溶液变血红色;FeSO4;
(3)若固体A还存在铁,由于Fe +2Fe3+=3Fe2+,或者5Fe+3MnO4-+24H+=3Mn2+ +5Fe3++12H2O,因此不能通过高锰酸钾是否褪色来证明固体物质含FeSO4,故答案为:FeSO4;Fe +2Fe3+=3Fe2+;5Fe+3MnO4-+24H+=3Mn2+ +5Fe3++12H2O;
(4)硫酸亚铁溶液与氨水反应生成氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,因此白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为: 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(5)硫酸亚铁溶液可以在空气中较长时间的存在,而氢氧化亚铁白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,由此得出Fe(Ⅱ)的还原性强弱与溶液酸碱性或pH有关,FeSO4的还原性<Fe(OH)2的还原性,故答案为:溶液酸碱性或pH;小于。