Question

【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)I:將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+

(1)Fe3+與Cu粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_________________。

(2)探究白色沉淀產(chǎn)生的原因，請?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：取4mL____mol/LCuSO4溶液向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液	產(chǎn)生白色沉淀	CuSO4與KSCN反應(yīng)產(chǎn)生了白色沉淀
步驟2：取______________，向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液	無明顯現(xiàn)象

查閱資料：ⅰ.SCN-的化學(xué)性質(zhì)與I-相似，ⅱ.2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

則Cu2+與SCN-反應(yīng)的離子方程式為________________。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入1mL8mol/L稀硝酸	溶液變?yōu)樽厣�，放置一段時(shí)間后，棕色 消失，溶液變?yōu)辄S色

探究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因：

查閱資料：Fe2++NOFe(NO)2+（棕色）

(3)用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因____________。

(4)從化學(xué)反應(yīng)速率與限度的角度對(duì)體系中存在的反應(yīng)進(jìn)行分析：

反應(yīng)Ⅰ：Fe2+與HNO3反應(yīng)；反應(yīng)Ⅱ：Fe2+與NO反應(yīng)

①依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ_______(填“快”或“慢”)。

②乙認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ是一個(gè)不可逆反應(yīng)，并通過實(shí)驗(yàn)證明其猜測正確，乙設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是_________________________。

③請用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因____________。

Answer 1

【答案】 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 0.1 取4mL 0.2mol·L-1 FeSO4溶液 2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 慢 取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應(yīng)I是不可逆反應(yīng) Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，導(dǎo)致溶液中Fe2+濃度降低，導(dǎo)致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動(dòng)，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色；

【解析】（1）Fe3+與Cu粉發(fā)生反應(yīng)生成銅離子與亞鐵離子，反應(yīng)離子方程式為：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+；（2）由反應(yīng)2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+可知圖1中得到溶液中Fe2+為0.2mol/L，Cu2+為0.1mol/L，分別取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，滴入KSCN溶液進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，故實(shí)驗(yàn)方案為：步驟1：取4mL 0.1mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；步驟2：取4mL 0.2mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；由題目信息ii可知，Cu2+與SCN-反應(yīng)生成CuSCN沉淀，同時(shí)生成(SCN)2，反應(yīng)離子方程式為：2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2；（3）亞鐵離子具有還原性，酸性條件下硝酸根具有強(qiáng)氧化性，反應(yīng)生成鐵離子、NO與水，反應(yīng)離子方程為：3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O；（4）①溶液先變?yōu)樽厣�，放置一段時(shí)間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，反應(yīng)速率快的反應(yīng)現(xiàn)象最先表現(xiàn)，反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ的慢；②反應(yīng)中硝酸過量，若存在平衡，溶液中含有Fe2+，否則沒有Fe2+，具體的實(shí)驗(yàn)方案是：取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應(yīng)I是不可逆反應(yīng)；③Fe2+被硝酸氧化為Fe3+，導(dǎo)致溶液中Fe2+濃度降低，導(dǎo)致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移動(dòng)，最終Fe(NO)2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+，溶液由棕色變?yōu)辄S色。