Question

Ⅰ.鐵鹽、亞鐵鹽是實驗室常用的藥品。

請根據(jù)題意，完成下列填空：

(1)向酸化的FeCl3溶液中逐滴加入KI溶液，溶液變成棕褐色。該反應(yīng)的離子方程式為________________。

(2)向酸化的FeSO4溶液中加幾滴硫氰化鉀溶液，沒有什么明顯變化，再滴加雙氧水，溶液變血紅色。繼續(xù)滴加雙氧水，血紅色逐漸褪去，且有氣泡產(chǎn)生。

寫出上述變化中，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：

①____________________________________；

②Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3；

③11H2O2＋2SCN－=2SO42—＋2CO2↑＋N2↑＋10H2O＋2H＋

若生成1 mol N2，H2O2和SCN－的反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是________ mol。

(3)根據(jù)以上實驗，推斷Fe2＋、I－和SCN－的還原性由強(qiáng)到弱的順序為________。

Ⅱ.某課題組利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)，模擬地下水脫氮過程，探究脫氮原理。

(4)實驗前：①先用0.1 mol·L－1 H2SO4洗滌Fe粉，其目的是__________，然后用蒸餾水洗滌至中性；②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；③為防止空氣中的O2對脫氮的影響，應(yīng)向KNO3溶液通入________(寫化學(xué)式)。

(5)如圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中，測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)生成的陽離子分別是________、________。t1時刻后，該反應(yīng)仍在進(jìn)行，溶液中NH4+的濃度在增大，Fe2＋的濃度卻沒有增大，可能的原因是__________________。

 

 

Answer 1

Ⅰ.(1)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2

(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O　22

(3)I－＞Fe2＋＞SCN－

Ⅱ.(4)除去Fe粉表面的鐵銹(Fe2O3)等雜質(zhì)　N2

(5)Fe2＋、NH4+　溶液的pH增大，Fe2＋形成了Fe(OH)2(或與溶液中OH－結(jié)合)

【解析】(1)Fe3＋能氧化I－，離子方程式為2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。

(2)Fe2＋和SCN－不反應(yīng)，當(dāng)加入H2O2時，發(fā)生2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O，然后Fe3＋和SCN－反應(yīng)生成血紅色溶液，繼續(xù)滴加H2O2，SCN－被氧化。根據(jù)反應(yīng)③，當(dāng)有1 mol N2生成時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為11×2×[－1－(－2)] mol＝22 mol。(注：根據(jù)氧化劑計算方便)

(3)根據(jù)(1)(2)中方程式可得還原性I－＞Fe2＋＞SCN－。(根據(jù)還原劑還原性大于還原產(chǎn)物還原性)

(4)因為Fe粉表面有鐵銹，所以應(yīng)預(yù)先用H2SO4除去。因為Fe粉在溶液中能被O2氧化，所以應(yīng)通入N2排除O2的干擾。

(5)根據(jù)圖中信息，Fe粉被NO3—氧化成Fe2＋，其本身被還原成NH4+，在此過程中堿性增強(qiáng)，因為有OH－生成，Fe2＋與之反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀，造成Fe2＋的濃度變化不大。