Question

12．向阳中学高二某小组同学设计并进行了一系列有关Fe²⁺与Fe³⁺的相关实验．

实验序号	实验步骤和操作	实验现象
实验一	（I）取氧化亚铁固体[已部分变质，含有少量难溶于水的杂质Fe（OH）2Cl]，向其中加入过量稀盐酸． （II）再加入稍过量的铁粉，振荡．	固体完全溶解，溶液呈黄绿色
实验二	（I）取实验一得到的溶液，加入KSCN溶液． （II）再加入少量H2O2溶液．	无明显实验现象 溶液变红，有少量气泡
实验三	（I）取10mL0.1mol/LKI溶液，滴加6滴0.1mol/L FeCl3溶液．（II）取少量上述黄色液体，滴加KSCN溶液． （III）另取上述黄色液体，加入淀粉溶液．	溶液呈黄色 溶液变红 溶液变蓝
实验四	（I）向实验三步骤I中所得的黄色溶液中加入2mLCCl4，充分振荡后，分离得到水层：重复操作三次． （II）向实验四步骤I中所得水层中加KSCN溶液．	上层溶液无色 下层溶液为黄色 无明显实验现象

请回答下列问题：
（1）实验一步骤（I）中Fe（OH）₂Cl与盐酸反应的离子方程式是Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O．
（2）实验一步骤（II）中的实验现象是溶液变为浅绿色，且有无色气体生成；加入稍过量铁粉的作用是防止亚铁离子被氧化为铁离子．
（3）实验二步骤（II）中溶液变红的原因是2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃（用离子方程式表示）．
（4）实验二步骤（II）中生成气体的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;铁离子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）实验三步骤（I）中的黄色液体中含有的溶质微粒除了K⁺、Cl^-，还有Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂；该反应的离子方程式是2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂．
（6）完成实验四步骤（I）时所用的主要玻璃仪器是分液漏斗、烧杯．
（7）已知用KSCN检验Fe³⁺时，Fe³⁺的最低显色浓度为1×10^-3mol/L．实验四中最终溶液不变红的原因是碘被萃取至CCl₄中，水层中的c（I₂）下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移动，多次萃取后，Fe³⁺的浓度下降至1×10^-3mol/L以下，无法显色．

Answer 1

分析 （1）Fe（OH）₂Cl与盐酸反应生成氯化铁和水；
（2）实验一步骤（II）中Fe与盐酸、铁离子反应均生成亚铁离子；
（3）实验二步骤（II）中亚铁离子被H₂O₂氧化；
（4）实验二步骤（II）中H₂O₂分解生成氧气；
（5）实验三步骤（I）中KI与FeCl₃发生氧化还原反应生成碘化亚铁、碘、KCl；
（6）加入2mLCCl₄，萃取碘单质；
（7）已知用KSCN检验Fe³⁺时，Fe³⁺的最低显色浓度为1×10^-3mol/L，实验四中最终溶液不变红，与铁离子浓度低有关．

解答 解：（1）实验一步骤（I）中Fe（OH）₂Cl与盐酸反应的离子方程式是Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O，故答案为：Fe（OH）₂Cl+2H⁺=Fe³⁺+Cl^-+2H₂O；
（2）实验一步骤（II）中发生Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，观察到的实验现象是溶液变为浅绿色，且有无色气体生成；加入稍过量铁粉的作用是防止亚铁离子被氧化为铁离子，故答案为：溶液变为浅绿色，且有无色气体生成；防止亚铁离子被氧化为铁离子；
（3）实验二步骤（II）中溶液变红的原因是2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：2H⁺+2Fe²⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）实验二步骤（II）中，铁离子作催化剂加快过氧化氢分解生成气体的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;铁离子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;铁离子\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（5）实验三步骤（I）中KI与FeCl₃发生氧化还原反应生成碘化亚铁、碘、KCl，离子反应为2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂，可知实验三步骤（I）中的黄色液体中含有的溶质微粒除了K⁺、Cl^-，还有Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂，故答案为：Fe³⁺、I^-、Fe²⁺、I₂；2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂；
（6）加入2mLCCl₄，萃取碘单质，则完成实验四步骤（I）时萃取所用的主要玻璃仪器是分液漏斗、烧杯，故答案为：分液漏斗、烧杯；
（7）已知用KSCN检验Fe³⁺时，Fe³⁺的最低显色浓度为1×10^-3mol/L．实验四中最终溶液不变红的原因是碘被萃取至CCl₄中，水层中的c（I₂） 下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移动，多次萃取后，Fe³⁺的浓度下降至1×10^-3mol/L以下，无法显色，故答案为：碘被萃取至CCl₄中，水层中的c（I₂） 下降，平衡2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂正向移动，多次萃取后，Fe³⁺的浓度下降至1×10^-3mol/L以下，无法显色．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握铁三角的转化及实验中发生的反应、现象为解答的关键，注意（7）中化学平衡应用为解答的难点，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．