Question

【题目】某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。

【实验I】试剂：酸化的0.5mol·L-1 FeSO4溶液(pH =0.2)，5%H2O2溶液（pH=5)。

操作	现象
取2mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5%H2O2溶液	溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后溶液pH = 0.9
向反应后的溶液中加入KSCN溶液	溶液变红

（1）上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是________________________。

（2）产生气泡的原因是______________________。

【实验Ⅱ】试剂：未酸化的0.5mol·L-1FeSO4溶液(pH=3)，5% H2O2溶液(pH=5)

操作	现象
取2mL5%H2O2溶液于试管中， 加入5滴上述FeSO4溶液，	溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热，反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH =1.4

（3）将上述混合物分离，得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加4 mol·L-1盐酸，沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3，经检验还含有SO42-。检验棕黄色沉淀中SO42-的方法是_______________。

（4）对于生成红褐色胶体的原因，提出两种假设：

ⅰ.H2O2溶液氧化Fe2+消耗H+

ii. Fe2+氧化的产物发生了水解

①根据实验Ⅱ记录否定假设ⅰ，理由是____________________。

②实验验证假设ⅱ: 取__________溶液，加热，溶液变为红褐色，pH下降，证明假设ii成立。

（5）将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是_________________。

【实验Ⅲ】若用FeCl2溶液替代FeSO4溶液，其余操作与实验Ⅱ相同，除了产生与Ⅱ相同的现象外，还生成刺激性气味气体，该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色。

（6）产生刺激性气味气体的原因是___________________。

（7）由实验I、Ⅱ、Ⅲ可知，亚铁盐与H2O2反应的现象与______________(至少写两点)有关。

Answer 1

【答案】 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Fe3+催化下H2O2分解产生O2 (或用化学方程式表示) 取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有SO42- 反应后溶液的pH降低 Fe2(SO4)3 2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3(胶体)+4H+ H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动，产生的HCl受热挥发 pH、阴离子种类、温度、反应物用量

【解析】试题分析：取2mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5%H2O2溶液，溶液变黄，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液变红，说明有+3价铁离子生成，产生气泡，说明有氧气生成，Fe3+催化下H2O2分解产生，是放热反应O2。

（1）上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（2）产生气泡的原因是Fe3+催化下H2O2分解产生O2。

（3）检验棕黄色沉淀中SO42-的方法是：取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有SO42-。

（4）①根据实验Ⅱ记录否定假设ⅰ，理由是反应后溶液的pH降低。

②实验验证假设ⅱ: 取Fe2(SO4)3溶液，测其pH，加热，溶液变为红褐色，冷却后测试发现pH下降了，证明假设ii成立。

（5）将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3(胶体)+4H+。

（6）产生刺激性气味气体的原因是H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动， 产生的HCl受热挥发。

（7）由实验I、Ⅱ、Ⅲ可知，亚铁盐与H2O2反应的现象与pH、阴离子种类、温度、反应物用量等等有关。