Question

甲同学进行Fe²⁺还原性的实验，针对异常现象进行探究．
步骤一：制取FeCl₂溶液．向0.1mol?L^-1 FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液，测得pH＜1．
实验二：向2mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1mol?L^-1KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物质的量浓度约为1.5mol?L^-1、pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）．
（1）用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因：

 

、
（2）甲探究步骤二中溶液褪色的原因：
Ⅰ．取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；
Ⅱ．取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀．
Ⅲ．向2mL 0.1mol?L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1mol?L^-1KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化．
①实验I的说明

 

；
②实验Ⅲ的目的是

 

．
得出结论：溶液褪色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-．
（3）甲直接用FeCl₂?4H₂O配制

 

mol?L^-1的FeCl₂溶液，重复步骤二中的操作，发现液体红色并未褪去．进一步探究其原因：
I．用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁达尔效应，后者无．测所配FeCl₂溶液的pH，约为3．由此，乙认为红色不褪去的可能原因是：

 

Ⅱ．查阅资料后推测，红色不褪去的原因还可能是pH较大时H₂O₂不能氧化SCN^-．乙利用上述部分试剂，通过实验排除了这一可能．乙的实验操作及现象是：

步骤	试剂及操作	现  象
i		生成白色沉淀
ii	向i所得溶液中滴加0.1mol?L-1 FeCl3溶液

Answer 1

分析：（1）亚铁离子被过氧化氢氧化生成三价铁离子；
Ⅰ、①取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象，说明溶液中SCN^-离子不存在；另一份滴加KSCN溶液出现红色说明溶液中存在铁离子；
②实验Ⅲ的目的是排除实验干扰，排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能，如果氧气氧SCN^-红色应褪去；
（3）步骤二中亚铁离子的物质的量浓度，由反应可知2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，FeCl₂溶液溶质的浓度是FeCl₃浓度的1.5倍；
Ⅰ．用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁达尔效应，生成红色的胶体，后者无，说明硫氰化铁溶液不能产生丁达尔效应；
Ⅱ．如果SCN^-被过氧化氢氧化产物中应产生硫酸根离子，再加入铁离子无明显现象，因为硫氰化钾已被氧化．

解答：解：（1）亚铁离子被过氧化氢氧化生成三价铁离子，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，生成的三价铁离子与硫氰根离子形成血红色的络合 Fe³⁺+3SCN?Fe（SCN）₃，
故答案为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，Fe³⁺+3SCN?Fe（SCN）₃；
（2）①取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象，说明溶液中SCN^-离子不存在；另一份滴加KSCN溶液出现红色说明溶液中存在铁离子，
故答案为：溶液红色褪去是因为SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应；
②实验Ⅲ的目的是排除实验干扰，排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能，如果氧气氧SCN^-红色应褪去，故答案为：排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能；
（3）①步骤二中亚铁离子的物质的量浓度，由反应可知2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，FeCl₂溶液溶质的浓度是FeCl₃浓度的1.5倍，所以浓度为：1.5×0.1mol?L^-1=0.15mol?L^-1，
故答案为：0.15；
②Ⅰ．用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁达尔效应，生成红色的胶体，后者无，说明硫氰化铁溶液不能产生丁达尔效应，
故答案为：H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，pH增大促进Fe³⁺水解形成红色Fe（OH）₃胶体；
③如果SCN^-被过氧化氢氧化产物中应产生硫酸根离子，具体方法；取2 mL BaCl₂溶液，滴加2滴0.1 mol?L^-1KSCN溶液和5滴5% H₂O₂溶液，
故答案为：取2 mL BaCl₂溶液，滴加2滴0.1 mol?L^-1KSCN溶液和5滴5% H₂O₂溶液；
④再加入铁离子无明显现象，因为硫氰化钾已被氧化，现象为：无明显现象，
故答案为：无明显现象．

点评：本题亚铁离子和铁离子的有关性质，以及之间的转化，难度较大．