Question

11．有资料介绍Fe³⁺在水溶液中通常以水合离子形式存在，[Fe（H₂O）₆]³⁺几乎无色．某化学实验小组对实验室Fe（NO₃）₃和FeCl₃溶液呈黄色的原因产生了疑问，进一步查阅资料发现：
①[Fe（H₂O）₆]³⁺+H₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n（黄色）+nH₃O⁺（n=1～6）；
②[FeCl₄（H₂O）₂]^-为黄色．
他们进行了如下探究实验．请回答下列问题：
【实验Ⅰ】（图1）

（1）你认为Fe（NO₃）₃溶液呈黄色的原因是[Fe（H₂O）₆]³⁺水解产生了[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n．
（2）你认为FeCl₃溶液呈黄色主要是含有[FeCl₄（H₂O）₂]^-微粒，理由：试管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色．
【实验Ⅱ】
已知透光率越大，溶液颜色越浅．用色度计分别测定0.5mol•L^-1 Fe（NO₃）₃和FeCl₃溶液在不同温度下的透光率如图2所示．
（3）随着温度升高，Fe（NO₃）₃溶液透光率逐渐减小的原因是温度升高，导致平衡[Fe（H₂O）₆]³⁺+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n+nH₃O⁺正向移动，[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n浓度增大，溶液颜色加深．
（4）FeCl₃溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe（NO₃）₃溶液，其原因用离子方程式表示：[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-?[FeCl₄（H₂O）₂]^-+4H₂O，该反应属于吸热反应（填“放热”或“吸热”）．
【实验Ⅲ】
该实验小组同学还设计了一个实验方案验证（4）中结论．
（5）取试管②中无色溶液，滴加几滴B（从下列选项中选择最佳试剂，填写字母序号），通过现象能证明（4）中结论正确．
A．Fe（NO₃）₃溶液 B．NaCl溶液 C．NaNO₃溶液   D．FeCl₃溶液．

Answer 1

分析 （1）实验①②对比，硝酸铁溶液加入硝酸溶液，溶液中氢离子浓度增大，而溶液黄色褪去，信息①中平衡向左移动，硝酸铁溶液溶液黄色是[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n所致；
（2）实验②④对比，氯化铁溶液中加入硝酸，溶液黄色不变，氯化铁溶液黄色为[FeCl₄（H₂O）₂]^-所致；
（3）随着温度升高，Fe（NO₃）₃溶液透光率逐渐减小，说明溶液中[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n浓度增大；
（4）升高温度溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-浓度增大；
（5）加入含有氯离子物质，由平衡移动增大溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-浓度．

解答 解：（1）实验①②对比，硝酸铁溶液加入硝酸溶液，溶液中氢离子浓度增大，而溶液黄色褪去，信息①中平衡向左移动，硝酸铁溶液溶液黄色是[Fe（H₂O）₆]³⁺水解产生了[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n所致，
故答案为：[Fe（H₂O）₆]³⁺水解产生了[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n；
（2）试管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色，说明氯化铁溶液黄色为[FeCl₄（H₂O）₂]^-所致，
故答案为：[FeCl₄（H₂O）₂]^-； 试管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色；
（3）温度升高，导致平衡[Fe（H₂O）₆]³⁺+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n+nH₃O⁺正向移动，[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n浓度增大，溶液颜色加深，Fe（NO₃）₃溶液透光率逐渐减小，
故答案为：温度升高，导致平衡[Fe（H₂O）₆]³⁺+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n+nH₃O⁺正向移动，[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n浓度增大，溶液颜色加深；
（4）升高温度溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-浓度增大，促进[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-?[FeCl₄（H₂O）₂]^-+4H₂O 正向进行，正反应为吸热反应，
故答案为：[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-?[FeCl₄（H₂O）₂]^-+4H₂O；吸热；
（5）对照实验②④可知，向②的溶液中加入含有氯离子物质，增大溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-浓度，可以证明实验方案验证（4）中结论，由于D中氯化铁溶液本身含有[FeCl₄（H₂O）₂]^-，不能选用，
故答案为：B．

点评 本题考查了对探究实验方案分析评价、信息获取与迁移运用，注意充分利用对照实验进行分析，是对现实综合能力的考查，难度较大．