Question

【题目】某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验：

实验I：将Fe3+转化为Fe2+

（1）常温下，FeCl3溶液显酸性，用离子方程式表示其显酸性的原因___。

（2）Fe3+与Fe粉发生反应的离子方程式为___。

（3）滴加NaOH溶液观察到的现象为___。

实验II：将Fe2+转化为Fe3+

实验方案	现象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸	溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色

探究上述现象出现的原因：

查阅资料：Fe2++NOFe(NO)2+（棕色）

（4）用离子方程式解释NO产生的原因___。

（5）从化学反应限度的角度对体系中存在的反应进行反应I：Fe2+与HNO3反应；反应II：Fe2+与NO反应

①乙认为反应I是一个不可逆反应，并通过实验证明其猜测正确，乙设计的实验方案是___。

②查阅资料反应I的速率比反应II慢，请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因___。

（6）丙认为若生成的NO与Fe2+不接触，溶液就不会出现棕色，请画出实验装置图，实现Fe2+Fe3+的转化，同时避免出现此异常现象。___

Answer 1

【答案】Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ Fe3++2Fe=3Fe2+ 有灰白色沉淀产生，迅速转变为灰绿色，最终转变为红褐色 3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液，无明显变化，说明反应Ⅰ是不可逆反应 Fe2+被HNO3氧化，导致Fe2+浓度降低，使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+，溶液由棕色变为黄色

【解析】

常温下，Fe3+水解使溶液呈酸性，Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+；

Fe3+与Fe粉发生反应的离子方程式为Fe3++2Fe=3Fe2+；

滴加NaOH溶液观察到的现象为有灰白色沉淀产生，迅速转变为灰绿色，最终转变为红褐色；

由于发生氧化还原反应，产生NO，方程式为3Fe2++4H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O；

①取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3Fe(CN)6溶液，无明显变化，说明反应Ⅰ是不可逆反应；

②Fe2+被HNO3氧化，导致Fe2+浓度降低，使平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+，溶液由棕色变为黄色；

丙认为若生成的NO与Fe2+不接触，溶液就不会出现棕色，可设计为双液原电池，实现Fe2+Fe3+的转化，。