Question

【题目】某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验:

实验I:将Fe3+转化为Fe2+

(1)Fe3+与Cu粉发生反应的离子方程式为：_________________。

(2)探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：

实验方案	现象	结论
步骤1：取4mL____mol/LCuSO4溶液向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液	产生白色沉淀	CuSO4与KSCN反应产生了白色沉淀
步骤2：取______________，向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液	无明显现象

查阅资料：ⅰ.SCN-的化学性质与I-相似，ⅱ.2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

则Cu2+与SCN-反应的离子方程式为________________。

实验Ⅱ：将Fe2+转化为Fe3+

实验方案	现象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸	溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色 消失，溶液变为黄色

探究上述现象出现的原因：

查阅资料：Fe2++NOFe(NO)2+（棕色）

(3)用离子方程式解释NO产生的原因____________。

(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：

反应Ⅰ：Fe2+与HNO3反应；反应Ⅱ：Fe2+与NO反应

①依据实验现象，甲认为反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ_______(填“快”或“慢”)。

②乙认为反应Ⅰ是一个不可逆反应，并通过实验证明其猜测正确，乙设计的实验方案是_________________________。

③请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因____________。

Answer 1

【答案】 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 0.1 取4mL 0.2mol·L-1 FeSO4溶液 2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 慢 取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应I是不可逆反应 Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+，溶液由棕色变为黄色；

【解析】（1）Fe3+与Cu粉发生反应生成铜离子与亚铁离子，反应离子方程式为：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+；（2）由反应2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+可知图1中得到溶液中Fe2+为0.2mol/L，Cu2+为0.1mol/L，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液进行对照实验，故实验方案为：步骤1：取4mL 0.1mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；步骤2：取4mL 0.2mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；由题目信息ii可知，Cu2+与SCN-反应生成CuSCN沉淀，同时生成(SCN)2，反应离子方程式为：2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2；（3）亚铁离子具有还原性，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，反应生成铁离子、NO与水，反应离子方程为：3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O；（4）①溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的慢；②反应中硝酸过量，若存在平衡，溶液中含有Fe2+，否则没有Fe2+，具体的实验方案是：取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应I是不可逆反应；③Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+，溶液由棕色变为黄色。