题目内容
【题目】某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料：i．Fe3+ 在水溶液中以水合铁离子的形式存在，如[Fe(H2O)6]3+；
[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应：
[Fe(H2O)6]3+(几乎无色)+nH2O
[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色)+nH3O+(n=0～6)；
ii.[FeCl4(H2O)2]-为黄色。
【实验I】
【实验II】
分别用试管①、③中的试剂作为待测液，用色度计测定其透光率。透光率越小，溶液颜色越深；透光率越大，溶液颜色越浅。
图1 图2
Fe(NO3)3溶液透光率随温度变化曲线 FeCl3溶液透光率随温度变化曲线
（1）实验I中，试管②溶液变为无色的原因是 。
（2）实验I中，试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关，支持此结论的实验现象是 。
（3）由实验II图1、2可知：加热时，溶液颜色 （填“变浅”、“变深”或“不变”）。
（4）由实验II，可以得出如下结论：
[结论一]FeCl3溶液中存在可逆反应：[FeCl4(H2O)2]-+4H2O
[Fe(H2O)6]3++4Cl-
得出此结论的理由是 。
[结论二] 结论一中反应的ΔH （填“>0”或“<0”）。
（5）实验小组同学重新设计了一个实验证明（4）中结论一。实验方案：取试管①中溶液， （请描述必要的实验操作和现象）。
【答案】（1）由已知：[Fe(H2O)6]3++ nH2O
[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+ nH3O+ (1分)
加入HNO3后，c(H+)增大，导致此平衡逆向移动，溶液由黄色变为无色。(1分)
（2）②中溶液褪色(1分)，而④中溶液黄色。(1分)
（3）变深 (1分)（4）升高或降低相同温度时，FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液，说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外，还存在[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O[Fe(H2O)6]3+ + 4Cl- 。(2分)；<(2分)（5）先滴加HNO3，再滴加几滴NaCl溶液，最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。若通过以上操作，经由先褪色再变黄后的溶液，透光率随温度升高而减小，随温度下降而增大，则证明了(4)中结论一。(合理的操作1分，与之对应的合理现象1分，
【解析】
试题分析：（1）由已知：[Fe(H2O)6]3++ nH2O[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+ nH3O+；加入HNO3后，c(H+)增大，导致此平衡逆向移动，溶液由黄色变为无色；
（2）实验I中，试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液黄色；
（3）由实验II图1、2可知：加热时，溶液的透光率均减小，溶液颜色变深；
（4）升高或降低相同温度时，FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液，说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外，还存在[FeCl4(H2O)2]- +4H2O[Fe(H2O)6]3+ + 4Cl- ΔH < 0；
（5）取试管①中溶液，先滴加HNO3，再滴加几滴NaCl溶液，最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。若通过以上操作，经由先褪色再变黄后的溶液，透光率随温度升高而减小，随温度下降而增大，则证明了(4)中结论一。
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