Question

某兴趣小组研究含铁元素的盐类物质的制备、保存和性质。

实验I. 配制FeCl₂溶液：向0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液中加入足量铁粉，充分振荡，备用。

(1)FeCl₃溶液与铁粉反应的离子方程式是__________。

(2)在老师的指导下，配制的FeCl₂溶液底部仍保留一层铁粉，请说明该操作的必要性__________。

实验II. 通过Fe(NO₃)₂的性质实验，探究试剂添加顺序的不同对现象和反应的影响。

实验	试剂及操作	现象
试管	滴管
	0.1 mol/L  Fe(NO3)2溶液	实验i： 先滴加1.0 mL 0.5 mol·L^-1 NaOH溶液； 再滴加1.5mL 1.0 mol·L^-1 H2SO4溶液	i. 滴加NaOH溶液后__________；加酸后溶液变为黄色
实验ii： 先滴加1.5 mL 1.0 mol·L^-1  H2SO4溶液； 再滴加1.0 mL 0.5 mol·L^-1  NaOH溶液	ii. 加酸时溶液无明显现象；加碱后溶液依然没有明显变化

(3)实验i中滴加NaOH溶液后出现的一系列现象是__________；请用化学或离子方程式说明Fe(NO₃)₂溶液中滴加碱溶液后出现此系列现象的原因__________、__________。

(4)探究实验ii中先滴加H₂SO₄溶液时Fe(NO₃)₂溶液中是否发生了反应：

A. 向1.0 mL 0.1 mol·L^-1 Fe(NO₃)₂溶液中__________(填写具体实验方法)，溶液立即变红，说明加酸时溶液中发生了反应，生成了Fe³⁺。

B. 推测溶液中产生Fe³⁺的可能原因有两种：

a. 酸性条件下，__________；

b. 酸性条件下，Fe²⁺可能被空气中的O₂氧化，写出相应的离子方程式：___________。

Answer

2Fe3++Fe=3Fe2+ Fe2+具有还原性，易被氧气氧化为Fe3+，加铁粉可抑制Fe3+的生成 生成白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加1.5 mL 1.0 mol· L-1 H2SO4溶液 Fe(NO3)2溶液中的Fe2+被NO3-氧化 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

【解析】

(1)FeCl3溶液与铁粉反应，Fe3+被Fe还原生成Fe2+。

(2)配制的FeCl2溶液底部仍保留一层铁粉，一旦生成Fe3+，可被Fe还原。

(3)实验i中滴加NaOH溶液后，起初生成Fe(OH)2，最后转化为Fe(OH)3。

(4)A．向1.0 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中，加酸后生成Fe3+，则应加入检验Fe3+的试剂。

B．推测溶液中产生Fe3+的可能原因有两种：

a. 酸性条件下，NO3-表现氧化性；

b. 酸性条件下，Fe2+可能被空气中的O2氧化，生成Fe3+和H2O。

(1)FeCl3溶液与铁粉反应，Fe3+被Fe还原生成Fe2+，离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+。答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；

(2)配制的FeCl2溶液底部仍保留一层铁粉，一旦生成Fe3+，可被Fe还原，该操作的必要性是Fe2+具有还原性，易被氧气氧化为Fe3+，加铁粉可抑制Fe3+的生成。答案为：Fe2+具有还原性，易被氧气氧化为Fe3+，加铁粉可抑制Fe3+的生成；

(3)实验i中滴加NaOH溶液后，出现的一系列现象是生成白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；Fe(NO3)2溶液中滴加碱溶液后出现此系列现象的原因是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。答案为：生成白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(4)A．向1.0 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中，加酸后生成Fe3+，则应加入检验Fe3+的试剂，具体实验方法为滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加1.5 mL 1.0 mol· L-1 H2SO4溶液。答案为：滴加KSCN溶液，没有明显现象，再向其中滴加1.5 mL 1.0 mol· L-1 H2SO4溶液；

B．推测溶液中产生Fe3+的可能原因有两种：

a. 酸性条件下，Fe(NO3)2溶液中的Fe2+被NO3-氧化；答案为：Fe(NO3)2溶液中的Fe2+被NO3-氧化；

b. 酸性条件下，Fe2+可能被空气中的O2氧化，生成Fe3+和H2O，离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。答案为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。