Question

【题目】久置的FeSO4溶液变黄，一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。某研究小组为研究溶液中Fe2+被O2氧化的过程，查阅资料发现：溶液中Fe2+的氧化过程分为先后两步，首先是Fe2+水解，接着水解产物被O2氧化。于是小组同学决定研究常温下不同pH对Fe2+被O2氧化的影响，并测定了Fe2+氧化率随时间变化的关系，结果如图。回答下列问题：

（1）写出Fe2+水解的离子方程式______；要抑制FeSO4水解，可以采取的措施是______。

（2）在酸性条件下，Fe2+被O2氧化的反应方程式为：4Fe2++O24Fe3++2H2O，已知常温下该反应的平衡常数很大。则下列说法正确的是______。

a．Fe2+转化为Fe3+的趋势很大 b．Fe2+转化为Fe3+的速率很大

c．该反应进行得很完全 d．酸性条件下Fe2+不会被氧化

（3）结合如图分析不同pH对Fe2+被O2氧化的反应发生了怎样的影响______。

（4）研究小组在查阅资料时还得知：氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强。通过以上研究可知，配制FeSO4溶液的正确做法是______。

（5）用K2Cr2O7标准溶液测定溶液中Fe2+浓度，从而计算Fe2+的氧化率。反应如下：6Fe2++Cr2O72-+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O若取20mL待测溶液，用0.0200molL-1KCr2O7标准溶液滴定，消耗标准溶液16.50mL，则溶液中c（Fe2+）=______molL-1。

Answer 1

【答案】Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+ 向溶液中滴加少量稀硫酸 ac pH越大氧化率越大 向其中加入少量的硫酸和铁粉等 0.099

【解析】

（1）Fe2+在溶液中水解使溶液呈酸性，滴加少量稀硫酸，增大溶液中氢离子浓度，使水解平衡逆向进行；

（2）依据题给信息平衡常数很大和题给图像分析；

（3）根据图象可知，溶液pH越大，亚铁离子被氧化的曲线斜率越大；

（4）加入少量铁粉能防止亚铁离子被氧化加入少量硫酸能防止亚铁离子水解；

（5）依据化学方程式计算。

（1）Fe2+在溶液中水解使溶液呈酸性，水解的离子方程式为Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+，要抑制FeSO4水解，可以采取的措施是向溶液中滴加少量稀硫酸，增大溶液中氢离子浓度，使水解平衡逆向进行，故答案为：Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+；向溶液中滴加少量稀硫酸；

（2）a、已知常温下4Fe2++O24Fe3++2H2O的平衡常数很大，说明Fe2+转化为Fe3+的趋势很大，故a正确；

b、根据图象可知，Fe2+转化为Fe3+的速率与溶液pH有关，pH=4.7时反应速率较小，故b错误；

c、该反应为可逆反应，平衡常数很大，反应进行的很完全，故c正确；

d、根据图象可知，酸性条件下Fe2+的氧化速率较小，但仍然会被氧化，故d错误；

ac正确，故答案为：ac；

（3）根据图象可知，溶液pH越大，亚铁离子被氧化的曲线斜率越大，说明pH越大氧化率越大，故答案为：pH越大氧化率越大；

（4）氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强，为了防止亚铁离子被氧化，配制FeSO4溶液时需要加入少量铁粉；为了防止亚铁离子水解，还需要加入少量硫酸，即向配制FeSO4溶液的方法是：加入少量的硫酸和铁粉等，故答案为：向其中加入少量的硫酸和铁粉等；

（5）取20mL待测溶液，用0.0200molL-1KCr2O7标准溶液滴定，消耗标准溶液16.50mL，n（KCr2O7）=0.0200molL-1×16.50×10-3L=3.3×10-4mol，根据反应可知，n（Fe2+）=6n（KCr2O7）=3.3×10-4mol×6=1.98×10-3mol，则溶液中c（Fe2+）=1.98×10-3mol /0.02L=0.099mol/L，故答案为：0.099。