Question

11．化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和适量盐酸的反应生成FeCl₂还是FeCl₃”．请你参与探究并回答有关问题：
（1）一位同学向所得溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe²⁺．
①这位同学可观察到实验现象是产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀，
②请写出对应的化学方程式FeCl₂+2NaOH═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（2）另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现血红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去．为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：铁有一种化合物称为高铁酸盐（含有FeO₄^2-）．②新制氯水含有大量氯气分子．③氯气具有很强的氧化性．于是同学们提出两种假设，
①第一种假设是：Cl₂可将Fe³⁺氧化为FeO₄^2-，请写出该离子反应方程式2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺．
②第二种假设是：SCN^-被Cl₂氧化（用文字表达）．
（3）有一瓶未加稀硫酸与铁屑的FeSO₄溶液，在空气中放置一段时间后，溶液颜色变黄且有红褐色浑浊．
写出并配平上述变化的化学反应方程式：12FeSO₄+3O₂+6H₂O=4Fe₂（SO₄）₃+4Fe（OH）₃↓．

Answer 1

分析 （1）根据NaOH溶液与FeCl₂溶液先后发生反应：FeCl₂+2NaOH═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，可观察到产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀；
（2）①根据Cl₂做氧化剂被还原生成氯离子，Fe³⁺被氧化为FeO₄^2-，确定反应物和生成物，然后根据化合价升降总数相等和原子守恒配平；
②SCN^-中S为负二价，N为负三价均为最低价有被氧化的可能，溶液的颜色会逐渐褪去，可能溶液中的SCN^-被过量的氯水氧化；
（3）FeSO₄溶液，在空气中放置一段时间后，被空气中的氧气氧化生成硫酸铁和氢氧化铁的红褐色浑浊．

解答 解：（1）NaOH溶液与FeCl₂溶液先后发生反应：FeCl₂+2NaOH═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，可观察到产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀，
故答案：产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀；FeCl₂+2NaOH═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（2）①Cl₂做氧化剂被还原生成氯离子，Fe³⁺被氧化为FeO₄^2-，根据化合价升降总数相等和原子守恒得：2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺；
②SCN^-中S为负二价，N为负三价均为最低价有被氧化的可能，溶液的颜色会逐渐褪去，可能溶液中的SCN^-被过量的氯水氧化，
故答案为：SCN^-被Cl₂氧化；
（3）FeSO₄溶液，在空气中放置一段时间后，被空气中的氧气氧化生成硫酸铁和氢氧化铁的红褐色浑浊，反应方程式为：12 FeSO₄+3O₂+6H₂O=4Fe₂（SO₄） ₃+4 Fe（OH）₃↓，故答案为：12 FeSO₄+3O₂+6H₂O=4Fe₂（SO₄） ₃+4 Fe（OH）₃↓．

点评 本题是实验探究题，难度中等，解题需正确获取题干信息并能灵活运用所学化学知识，进行分析问题、解决问题．