Question

20．某班同学用如下实验探究Fe²⁺、Fe³⁺的性质．回答下列问题：
注：Fe²⁺遇K₃[Fe（CN）₆]溶液生成蓝色沉淀
（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液．在FeCl₂溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化．
（2）甲组同学取2mL  FeCl₂溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl₂可将Fe²⁺氧化．FeCl₂溶液与氯水反应的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl₂溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是隔离空气（排除氧气对实验的影响）．
（4）丙组同学取10mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl₃溶液混合．分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1mLCCl₄充分振荡、静置，CCl₄层呈紫色；
②第二只试管中加入1滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成蓝色沉淀：
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红．
实验②检验的离子是Fe²⁺（填离子符号）；实验①和③说明：在I^-过量的情况下，溶液中仍含有Fe³⁺（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应．
（5）丁组同学向盛有H₂O₂溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl₂溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；一段时间后．溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成．产生气泡的原因是铁离子做过氧化氢分解催化剂分解生成氧气．

Answer 1

分析 （1）铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁溶液中加入铁粉防止氯化亚铁被氧化；
（2）氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁；
（3）煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响；
（4）加入1滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象，第一支试管中加入1mL CCl₄充分振荡、静置，CCl₄层显紫色说明生成I₂，碘离子被铁离子氧化为碘单质，随浓度变小，碘离子在稀的氯化铁溶液中不发生氧化还原反应；
（5）向盛有H₂O₂溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl₂溶液，溶液变成棕黄色，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用，过氧化氢分解反应放热，促进Fe³⁺的水解平衡正向移动．

解答 解：（1）铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl₂溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化，
故答案为：防止氯化亚铁被氧化；
（2）氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响，
故答案为：隔离空气（排除氧气对实验的影响）；
（4）加入1滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象，实验②检验的离子是Fe²⁺，①第一支试管中加入1mL CCl₄充分振荡、静置，CCl₄层显紫色说明生成I₂，碘离子被铁离子氧化为碘单质，反应的离子方程式为：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明随浓度变小，碘离子在稀的氯化铁溶液中不发生氧化还原反应，仍含有铁离子，在I^-过量的情况下，溶液中仍含有Fe³⁺，说明该反应为可逆反应．
故答案为：Fe²⁺；Fe³⁺；可逆反应；
（5）向盛有H₂O₂溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl₂溶液，溶液变成棕黄色，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，铁离子对过氧化氢分解起到催化剂作用，产生气泡的原因是铁离子做过氧化氢分解催化剂分解生成氧气，氯化铁溶液中存在水解平衡，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，水解反应为吸热反应，过氧化氢分解放出热量，促进Fe³⁺的水解平衡正向移动．
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；铁离子做过氧化氢分解催化剂分解生成氧气．

点评 本题考查了铁的化合物性质、主要是溶液配制、离子方程式书写、离子检验、盐类水解等知识点，注意题干信息的分析判断，题目难度中等．