Question

19．小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”．
（1）实验前小明预测说：Fe²⁺肯定既有还原性又有氧化性．你认为他预测的依据是：因为Fe²⁺中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低．
（2）小明欲用实验证明他的预测．实验室提供了下列试剂：3%的H₂O₂溶液、锌粒、铜片、0.1mol•L^-1FeCl₂溶液、KSCN溶液、新制氯水．
①若小明计划在0.1mol•L^-1FeCl₂溶液滴入新制氯水，探究Fe²⁺的还原性，你预计可能发生的反应和现象是：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺（写离子方程式）、溶液由浅绿色变棕黄（黄） 色．
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe²⁺被氧化的产物Fe³⁺的存在以获取证据．你认为可选KSCN溶液滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现溶液呈血红色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的．
③对于证明Fe²⁺具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl₂溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小．由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为：Zn Fe Cu （或Zn＞Fe＞Cu）．
（3）小明分析H₂O₂中氧元素显-1价（中间价），并提出疑问：H₂O₂与FeCl₂的反应时，Fe²⁺还作氧化剂吗？
①请你为小明梳理相关问题：若Fe²⁺在反应中表现出氧化性应转化成Fe（填微粒符号，下同），若Fe²⁺在反应中表现出还原性应转化成Fe³⁺．
②实际上Fe²⁺的还原性较强，实验室的FeCl₂溶液常因氧化而变质．除杂的方法是：加入过量铁粉，过滤，相关反应的离子方程式：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）依据元素化合价分析物质具有的氧化性还原性判断，元素化合价最高价具有氧化性，最低价具有还原性，据中间价态既具有氧化性又具有还原性；
（2）①在0.1mol•L^-1FeCl₂溶液滴入新制氯水，探究Fe²⁺的还原性，依据氯水中的氯气具有强氧化性能氧化亚铁离子，溶液由浅绿色变为黄色；
②验证三价铁离子的方法是硫氰酸钾溶液遇铁离子变血红色判断；
③氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物分析判断；
（3）①若Fe²⁺在反应中表现出氧化性，化合价降低到0价，为Fe；若Fe²⁺在反应中表现出还原性需要元素化合价升高，变化为三价铁离子；
②防止亚铁盐溶液被氧化，需要加入铁粉．

解答 解：（1）元素化合价处于最高价只具有氧化性，处于最低价只具有还原性，处于中间价态既可以升高也可以降低，既具有氧化性又具有还原性；
故答案为：因为Fe²⁺中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低；
（2）①在0.1mol•L^-1FeCl₂溶液滴入新制氯水，氯气具有强氧化性能源和亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；
溶液颜色从浅绿色变为棕黄（黄）色；
故答案为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；棕黄（黄）；
②通过检验Fe²⁺被氧化的产物Fe³⁺的存在以获取证据．需要的试剂为硫氰酸钾溶液，发生反应，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，溶液变血红色，
故答案为：KSCN溶液；溶液呈血红；
③金属单质都具有还原性，分别将铜片、锌粒投入FeCl₂溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小，发生反应Zn+Fe²⁺=Fe+Zn²⁺；氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物，锌的还原性大于铁，铁大于铜，
故答案为：Zn Fe Cu （或Zn＞Fe＞Cu）；
（3）①若Fe²⁺在反应中表现出氧化性，化合价降低做氧化剂，只能降到0价为金属铁，若Fe²⁺在反应中表现出还原性，铁元素化合价升高为三价，应转化成三价铁离子；
故答案为：Fe，Fe³⁺；
②实验室的FeCl₂溶液常因氧化而变质，为反之亚铁离子的氧化，需要加入还原铁粉，发生反应2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，所以避免亚铁离子的氧化，需加入过量铁粉，过滤，
故答案为：加入过量铁粉，过滤；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．

点评 本题考查了元素化合价变化与氧化性还原性的关系判断，铁及其化合物性质的应用，离子检验的方法应用，氧化还原反应概念的分析判断，题目难度中等．