Question

Ⅰ铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。
请根据题意，完成下列填空：
（1）向酸化的FeCl₃溶液中逐滴加入KI溶液，溶液变成棕褐色。该反应的离子方程式为     。
（2）向酸化的FeSO₄溶液中加几滴硫氰化钾溶液，没有什么明显变化，再滴加双氧水，溶液变红色。继续滴加双氧水，红色逐渐褪去，且有气泡产生。
写出上述变化中，有关反应的离子方程式：
①     
②Fe^3＋＋3SCN^－＝Fe(SCN)₃
③11H₂O₂＋2SCN^－＝2SO₄^2－＋2CO₂↑＋N₂↑＋10H₂O＋2H^＋
若生成1mol N₂，H₂O₂和SCN^－的反应中转移电子的物质的量是     mol。
（3）根据以上实验，推断Fe²⁺、I^－和SCN^－的还原性由强到弱的顺序为     。
Ⅱ某课题组利用Fe粉和KNO₃溶液反应，模拟地下水脱氮过程，探究脱氮原理。
（4）实验前：①先用0.1 mol·L^-1H₂SO₄洗涤Fe粉，其目的是     ，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO₃溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O₂对脱氮的影响，应向KNO₃溶液通入     （写化学式）。
（5）如图表示足量Fe粉还原上述KNO₃溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH 随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应生成的阳离子分别是     、     。t₁时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH₄⁺的浓度在增大，Fe²⁺的浓度却没有增大，可能的原因是     。

Answer 1

（15分）
Ⅰ．（1）2Fe³⁺+2I^－＝2Fe²⁺ +I₂  （2分）；
（2）2Fe²⁺ +H₂O₂+2H⁺= 2Fe³⁺ +2H₂O （2分）；22（2分）；
（3）I^－>Fe²⁺>SCN^－  （2分）
Ⅱ．（4）除去Fe粉表面的铁锈（Fe₂O₃）等杂质 （2分）；N₂ （1分）
（5）Fe²⁺、NH₄⁺ （各1分，共2分）；
溶液的pH增大，Fe²⁺形成了Fe(OH)₂或与溶液中OH^—结合（2分）

试题分析：
（1）Fe³⁺具有氧化性，I^-具有还原性，二者发生氧化还原反应生成Fe²⁺和I₂。
（2）酸性条件下H₂O₂氧化Fe²⁺生成Fe³⁺和水。反应③中H₂O₂作氧化剂，S和N被氧化，每生成1molN₂转移22mol电子。
（3）由2Fe³⁺+2I^－＝2Fe²⁺ +I₂ 可知还原性I^->Fe²⁺；由FeSO₄溶液中加几滴硫氰化钾溶液，无明显变化可知还原性SCN^-<Fe²⁺。
（4）用硫酸除去铁表面的铁锈。为防止氧气对脱氮的影响，可通入氮气。
（5）由图像可知t₁时刻前生成的阳离子是Fe²⁺、NH₄⁺。Fe与NO₃^-生成Fe²⁺和NH₄⁺，Fe²⁺浓度没有增大可能的原因是溶液pH增大，Fe²⁺形成了Fe(OH)₂。