Question

【題目】久置的FeSO4溶液變黃，一般認(rèn)為是二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵的緣故。某硏究小組為硏究溶液中Fe2+被O2氧化的過(guò)程，查閱資料發(fā)現(xiàn)：溶液中Fe2+的氧化過(guò)程分為先后兩步，首先是Fe2+水解，接著水解產(chǎn)物被O2氧化。于是小組同學(xué)決定研究常溫下不同pH對(duì)Fe2+被O2氧化的影響，并測(cè)定了Fe2+氧化率隨時(shí)間變化的關(guān)系，結(jié)果如圖。

回答下列問(wèn)題：

（1）寫出Fe2+水解的離子方程式___；要抑制FeSO4水解，可以采取的措施是___。

（2）若配制的FeSO4溶液濃度為0.01mol/L，反應(yīng)過(guò)程中溶液體積不變，計(jì)算圖中P點(diǎn)Fe2+的氧化速率___。

（3）在酸性條件下，Fe2+被O2氧化的反應(yīng)方程式為：4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O，已知常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)很大。則下列說(shuō)法正確的是___。

a.Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的趨勢(shì)很大

b.Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的速率很大

c.該反應(yīng)進(jìn)行得很完全

d.酸性條件下Fe2+不會(huì)被氧化

（4）結(jié)合圖分析不同pH對(duì)Fe2+被O2氧化的反應(yīng)產(chǎn)生了怎樣的影響___。

（5）研究小組在查閱資料時(shí)還得知：氧氣的氧化性隨溶液的酸性增強(qiáng)而增強(qiáng)。通過(guò)以上研究可知，配制FeSO4溶液的正確做法是___。

（6）用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定溶液中Fe2+濃度，從而計(jì)算Fe2+的氧化率。反應(yīng)如下：6Fe2++Cr2O72-+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O，若取20mL待測(cè)溶液，用0.0200mol·L-1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液16.50mL，則溶液中c(Fe2+)=___mol·L-1。

Answer 1

【答案】2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+ 加稀H2SO4 1.6×10-4mol·L-1·min-1 ac 的氧化速率隨pH增大而加快 加入適量的硫酸 0.0990mol·L-1

【解析】

（1）Fe2+水解生成氫氧化亞鐵和氫離子；根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析。

（2）圖中P點(diǎn)Fe2+的氧化率40%。

（3）根據(jù)平衡常數(shù)的意義判斷；。

（4）根據(jù)不同pH對(duì)Fe2+被O2氧化率隨時(shí)間變化的關(guān)系圖分析。

（5）pH越小，的氧化速率越慢。

（6）根據(jù)6Fe2++Cr2O72-+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O計(jì)算溶液中c(Fe2+)。

（1）Fe2+水解生成氫氧化亞鐵和氫離子，Fe2+水解的離子方程式是2Fe2++2H2O2Fe(OH)2+2H+；增大氫離子濃度，平衡逆向移動(dòng)，加稀H2SO4可抑制FeSO4水解。

（2）Fe2+濃度的變化量是0.01mol/L×40%=0.004 mol/L，圖中P點(diǎn)Fe2+的氧化速率1.6×10-4mol·L-1·min-1 ；。

（3）a.平衡常數(shù)越大，進(jìn)行越徹底，Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的趨勢(shì)很大，故a正確；

b. 平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)限度大，不表示Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的速率很大，故b錯(cuò)誤；

c. 平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)限度大，該反應(yīng)進(jìn)行得很完全，故c正確；

d. 4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O的平衡常數(shù)很大，所以酸性條件下Fe2+會(huì)被氧化，故d錯(cuò)誤；選ac。；

（4）根據(jù)不同pH對(duì)Fe2+被O2氧化率隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，可知pH越大，氧化速率越快，所以Fe2+的氧化速率隨pH增大而加快；

（5）pH越小，的氧化速率越慢，所以配制FeSO4溶液的正確做法是加入適量的硫酸。

（6）設(shè)溶液中c(Fe2+)=c mol·L-1

0.02L×c×1=0.02mol·L-1×0.01650L×6

c= 0.0990mol·L-1；