题目内容
【题目】FeSO4是一种补血剂，常温下久置易变黄，一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。
（1）已知：①Fe2+(aq)-e-= Fe3+(aq) △H1=akJ/mol
②O2(g)+4 e-+4H+(aq)=2H2O(l) △H2=bkJ/mol
则FeSO4在酸性溶液中变质的热化学方程式为_____ 。
常温下，配制浓度为0.1mol/L的FeSO4溶液，研究不同 pH 对Fe2+ 氧化的影响，结果如下图所示，（假设反应过程中溶液体积不变）。
（2）在pH=5.5的环境下，该反应在0～15min的平均速率v（Fe2+）=_______；增大溶液pH，Fe2+被氧化速率_______（填“增大”、“减小”或“无影响”）。
（3）在平衡常数的计算中气态物质常以压强代替其浓度，Fe2+在酸性环境下氧化的平衡常数K的计算表达式是______；常温下该反应的平衡常数很大，为2.5×1032L4 /(atmmol4)，下列说法正确的是_______。
a. Fe2+转化为Fe3+的趋势大 b. Fe2+转化为Fe3+的速率大
c. 反应进行得较为彻底 d. 酸性条件下Fe2+不会被氧化
（4）在pH=13的环境下，Fe2+的氧化变质可以理解为：
第一步： Fe2++2OH-= Fe(OH)2，第二步_____________ （用化学方程式回答）；当氧化达到平衡时，c(Fe2+)/ c(Fe3+)_____4.0×1022（填“>”“<”或“=”）。已知的Ksp[Fe(OH)3]=2.5×10-39，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-15。
（5）根据上述分析，配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和_________。
【答案】4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l) △H=（4a+ b）kJ/mol 0.004mol/(Lmin) 增大 c4(Fe3+)/c4(Fe2+)c4(H+)p(O2) ac 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 = H2SO4
【解析】
（1）根据盖斯定律分析解答。
（2）根据图像和速率公式分析解答。
（3）根据此方程式4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l)写出平衡常数表达式。
（4）在pH=13的环境下，Fe2++2OH-= Fe(OH)2，接着Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
（5）由于Fe2+在酸性环境下易被氧化为Fe3+，在碱性环境中易被氧化成Fe(OH)3，所以配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和H2SO4。
（1）①Fe2+(aq)-e-= Fe3+(aq) △H1=akJ/mol
②O2(g)+4 e-+4H+(aq)=2H2O(l) △H2=bkJ/mol
根据盖斯定律，①×4+②可得，4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l) △H=（4a+ b）kJ/mol，故答案为：4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l) △H=（4a+ b）kJ/mol。
（2）v（Fe2+）=（0.1mol/L×60％）/15min=0.004mol/(Lmin)，根据图示分析，增大溶液pH，Fe2+氧化率增大，所以Fe2+被氧化速率增大，故答案为：0.004mol/(Lmin)；增大。
（3）根据4Fe2+(aq)+ O2(g)+ 4H+(aq)= 4Fe3+(aq)+ 2H2O(l)，可知Fe2+在酸性环境下氧化的平衡常数K=c4(Fe3+)/c4(Fe2+)c4(H+)p(O2)；
a.因为常温下该反应的平衡常数很大，故Fe2+转化为Fe3+的趋势大，a故正确；
b.K值越大，表示反应进行得越完全，故b错误；
c. K值越大，表示反应进行得越完全，越彻底，故c正确；
d. 在酸性条件下Fe2+会被氧化，故d错误；
故答案为：c4(Fe3+)/c4(Fe2+)c4(H+)p(O2)；ac。
（4）在pH=13的环境下，Fe2++2OH-= Fe(OH)2，接着Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；根据pH=13，可知c(OH-)=10-1mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=2.5×10-39=c(Fe3+)c3(OH-)，c(Fe3+)=2.5×10-36，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-15=c(Fe2+)c2(OH-)，c(Fe2+)=1.0×10-13，c(Fe2+)/ c(Fe3+)=1.0×10-13/2.5×10-36=4.0×1022，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；=。
（5）由于Fe2+在酸性环境下易被氧化为Fe3+，在碱性环境中易被氧化成Fe(OH)3，所以配制FeSO4溶液的正确方法是加入适量的铁粉和H2SO4，故答案为：H2SO4。
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【题目】氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)中含有FeCl2杂质，为制得纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，再按下图所示的操作步骤进行提纯。
请参照下表给出的数据填空。
氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
Cu2＋ | 4.7 | 6.7 |
Fe2＋ | 7.0 | 9.0 |
Fe3＋ | 1.9 | 3.2 |
(1)操作I加入X的目的是___________________________ 。
(2)下列物质都可以作为X，适合本实验的X物质可以是_________(填字母)。
A.KMnO4 B.NaClO C.H2O2 D.K2Cr2O7
(3)操作II的Y试剂为____________(填化学式)，并调节溶液的pH在______范围。
(4)实验室在配制CuCl2溶液时需加入少许_________(填物质名称)，理由是(文字叙述并用有关离子方程式表示)__________________________________________。
(5)若要得无水CuCl2，请简述操作方法__________________________。
