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）Fe3+与Cu粉发生反应的离子方程式为 。

（2）探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：

实验方案	现象	结论
步骤1：取4mL mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液	产生白色沉淀	CuSO4与KSCN反应产生了白色沉淀
：步骤2：取	无明显现象

查阅资料：

ⅰ．SCN－的化学性质与I－相似 ⅱ．2Cu2+ + 4 I－= 2CuI↓+ I2，Cu2+与SCN－反应的离子方程式为 。

实验Ⅱ：将Fe2+转化为Fe3+

实验方案	现象
向3mL 0.1mol/L FeSO4溶液中加入1 mL 8mol/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+ + NO Fe(NO)2+(棕色)

（3）用离子方程式解释NO 产生的原因 。

（4）从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：

反应Ⅰ：Fe2+与HNO3反应； 反应Ⅱ：Fe2+与NO反应

① 依据实验现象，甲认为反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ (填“快”或“慢”)。

② 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 。

③ 请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因 。

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

Answer 1

【答案】（1）2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；

（2）0.1；取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2；

（3）3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；

（4）①慢；②取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应I是不可逆反应；③Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡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；

（5）。

【解析】

试题分析：（1）Fe3+与Cu粉发生反应生成铜离子与亚铁离子，反应离子方程式为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，故答案为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；

（2）由反应2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，可知图1中得到溶液中Fe2+为0.2mol/L，Cu2+为0.1mol/L，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液进行对照实验，故实验方案为：

步骤1：取4mL 0.1mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液，

步骤2：取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液，

由题目信息ii可知，Cu2+与SCN-反应生成CuSCN沉淀，同时生成(SCN)2，反应离子方程式为：Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2，

故答案为：0.1；取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2；

（3）亚铁离子具有还原性，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，反应生成铁离子、NO与水，反应离子方程为：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O；

（4）①溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的慢，故答案为：慢；

②反应中硝酸过量，若存在平衡，溶液中含有Fe2+，否则没有Fe2+，具体的实验方案是：取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应I是不可逆反应，故答案为：取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应I是不可逆反应；

③Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡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，故答案为：Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡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；

（5）利用原电池原理，使NO与Fe2+在不同的电极区域生成，实验装置图为，故答案为：。