题目内容
【题目】甲同学进行Fe2+还原性的实验,针对异常现象进行探究。
步骤一:制取FeCl2溶液.向0.1mol·L-1 FeCl3溶液中加足量铁粉振荡,静置后取上层清液,测得pH<1。
实验二:向2mL FeCl2溶液中滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液,无现象;再滴加5滴5% H2O2溶液(物质的量浓度约为1.5mol·L-1、pH约为5),观察到溶液变红,大约10秒左右红色褪去,有气体生成(经检验为O2).
(1)用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因:________________。
(2)甲探究步骤二中溶液褪色的原因:
Ⅰ.取褪色后溶液两份,一份滴加FeCl3溶液无现象;另一份滴加KSCN溶液出现红色;
Ⅱ.取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。
Ⅲ.向2mL 0.1mol·L-1 FeCl3溶液中滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液,变红,通入O2,无明显变化。
①实验I的说明__________________;
②实验Ⅲ的目的是____________________。
得出结论:溶液褪色的原因是酸性条件下H2O2将SCN-氧化成SO42-。
(3)①甲直接用FeCl2·4H2O配制_________mol·L-1的FeCl2溶液,重复步骤二中的操作,发现液体红色并未褪去,进一步探究其原因:
②.用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl3溶液,前者有丁达尔效应,后者无.测所配FeCl2溶液的pH约为3.由此,乙认为红色不褪去的可能原因是:____________________。
③.查阅资料后推测,红色不褪去的原因还可能是pH较大时H2O2不能氧化SCN-.乙利用上述部分试剂,通过实验排除了这一可能.乙的实验操作及现象是:
步骤 | 试剂及操作 | 现 象 |
i | 生成白色沉淀 | |
ii | 向i所得溶液中滴加0.1mol·L-1 FeCl3溶液 |
【答案】
(1)2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;
(2)①溶液红色褪去是因为SCN﹣发生了反应而不是Fe3+发生反应;
②排除H2O2分解产生的O2氧化SCN﹣的可能;
(3)①0.15;②H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,pH增大促进Fe3+水解形成红色Fe(OH)3胶体;③i.取2 mL BaCl2溶液,滴加2滴0.1 molL﹣1KSCN溶液和5滴5% H2O2溶液;ii.无明显现象.
【解析】
试题分析:(1)亚铁离子被过氧化氢氧化生成三价铁离子,2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,生成的三价铁离子与硫氰根离子形成血红色的络合 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故答案为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;
(2)①取褪色后溶液两份,一份滴加FeCl3溶液无现象,说明溶液中SCN-离子不存在;另一份滴加KSCN溶液出现红色说明溶液中存在铁离子,故答案为:溶液红色褪去是因为SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应;
②实验Ⅲ的目的是排除实验干扰,排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能,如果氧气氧化SCN-红色应褪去,故答案为:排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能;
(3)①步骤二中亚铁离子的物质的量浓度,由反应可知2Fe3++Fe=3Fe2+,FeCl2溶液溶质的浓度是FeCl3浓度的1.5倍,所以浓度为:1.5×0.1molL-1=0.15molL-1,故答案为:0.15;
②Ⅰ.用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl3溶液,前者有丁达尔效应,生成红色的胶体,后者无,说明硫氰化铁溶液不能产生丁达尔效应,故答案为:H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,pH增大促进Fe3+水解形成红色Fe(OH)3胶体;
③i.如果SCN-被过氧化氢氧化产物中应产生硫酸根离子,具体方法;取2 mL BaCl2溶液,滴加2滴0.1 molL-1KSCN溶液和5滴5% H2O2溶液,故答案为:取2 mL BaCl2溶液,滴加2滴0.1 molL-1KSCN溶液和5滴5% H2O2溶液;
ii.再加入铁离子无明显现象,因为硫氰化钾已被氧化,现象为:无明显现象,故答案为:无明显现象。