Question

某兴趣小组对如何延长硫酸亚铁溶液的保质期展开了研究．
（1）制备硫酸亚铁溶液，最合适的试剂组为______（填编号）；
a．过量铁屑和稀硫酸　　 b．过量稀硫酸和铁屑　　　c．过量硫酸铁溶液和铁屑
（2）实验室保存硫酸亚铁溶液的一般方法是______；
该兴趣小组取等体积的硫酸亚铁溶液分别加入三个烧杯中，各滴入3 滴KSCN试剂，然后进行如下实验：

烧杯编号	①	②	③
加入试剂	铁粉0.1g	铁粉0.1g，0.1mol/L H2SO4 3mL	0.1mol/L H2SO4 3mL
红色出现时间（天）	1天	4天左右	8天以上

（3）在烧杯②中加入2种试剂后，即可观察到的现象为______；
（4）通过比较上述3组实验，可以得出的结论为______；
（5）硫酸亚铁溶液在空气中易氧化，氧化产物易水解生成Fe（OH）₃，导致溶液酸性增大．
①试用一个离子方程式表示上述反应过程中的变化______；
②硫酸亚铁溶液在空气中变质的反应为可逆反应，试用化学平衡理论解释烧杯③出现红色最晚的原因______．

Answer 1

解：（1）a．过量铁屑能防止亚铁离子被氧化和水解；
b．过量稀硫酸和铁屑能防止亚铁离子水解但不能防止被氧化；
c．过量硫酸铁溶液和铁屑，溶液中还存在铁离子；
故选a；
（2）硫酸亚铁是强酸弱碱盐易水解，为防止硫酸亚铁水解而加入铁钉或少量硫酸，故答案为：加入铁钉或少量硫酸；
（3）稀硫酸和铁反应生成可溶性的硫酸亚铁和氢气，所以看到的现象是：有气泡产生，铁粉溶解，故答案为：有气泡产生，铁粉溶解；
（4）根据酸的浓度及被氧化时间长短得，溶液酸度越大，硫酸亚铁越不易被氧化，出现红色时间越长，故答案为：溶液酸度越大，硫酸亚铁越不易被氧化；
（5）①亚铁离子易被氧化生成铁离子，铁离子易水解生成氢氧化铁和氢离子，该反应离子方程式为：4Fe²⁺+O₂+10H₂O=4Fe（OH）₃+8H⁺，故答案为：4Fe²⁺+O₂+10H₂O=4Fe（OH）₃+8H⁺；
②根据4Fe²⁺+O₂+10H₂O=4Fe（OH）₃+8H⁺知，Fe²⁺在氧化变质的过程生成H⁺，所以加入硫酸有利于抑制反应正向进行，从而红色出现时间较长，故答案为：Fe²⁺在氧化变质的过程生成H⁺，所以加入硫酸有利于抑制反应正向进行．
分析：（1）制备硫酸亚铁溶液时，为防止亚铁离子被氧化而使铁过量；
（2）硫酸亚铁是强酸弱碱盐易水解，为防止硫酸亚铁水解而加入铁或硫酸；
（3）稀硫酸和铁反应生成可溶性的硫酸亚铁和氢气；
（4）根据酸的浓度及被氧化时间长短分析；
（5）①亚铁离子易被氧化生成铁离子，铁离子易水解生成氢氧化铁；
②向溶液中加入含有相同离子的溶液能抑制亚铁离子被氧化．
点评：本题考查硫酸亚铁性质的实验设计，硫酸亚铁不稳定，易被氧化、易水解，明确硫酸亚铁的性质是解本题关键，难度不大．