Ⅱ.无色溶液中存在平衡：Fe＋3F难溶的Fe(OH)3
(5)碱性物质的pH、离子的性质
3＋－
FeF3，加入NaOH后，Fe更易与OH结合生成
3＋－
10．(2019·天津静海一中模拟)某学习小组研究溶液中Fe的稳定性，进行如下实验，并记录下结果。
【实验Ⅰ】
2＋
FeSO4溶液 (NH4)2Fe(SO4)2溶液 0 min 淡黄色 几乎无色 1 min 橘红色 淡黄色 1h 红色 黄色 5 h 深红色 橘红色 (1)上述(NH4)2Fe(SO4)2溶液的pH小于FeSO4溶液的原因是_____________________(用离子方程式表示)。溶液的稳定性：FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2(填“>”或“<”)。
(2)甲同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH4保护了Fe，因为NH4具有还原性。进行实验Ⅱ，否定了该观点，请补全该实验。
【实验Ⅱ】
操作 取__________________，滴加________，观察 －1
2＋
＋
＋
现象 与实验Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同 (3)乙同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同所致，进行实验Ⅲ：分别配制0.8 mol·LpH为1、2、3、4的FeSO4溶液，观察，发现pH＝1的FeSO4溶液长时间无明显变化，pH越大，FeSO4溶液变黄的时间越短。
资料显示：亚铁盐溶液中存在反应：4Fe＋O2＋10H2O
＋
2＋
4Fe(OH)3＋8H。由实验Ⅲ，乙同学可得出的实验结论是___________，
原因是_____________。
(4)进一步研究在水溶液中Fe的氧化机理。测定同浓度FeSO4溶液在不同pH条件下，Fe的氧化速率与时间的关系如图(实验过程中溶液温度几乎无变化)。反应初期，氧化速率都逐渐增大的原因可能是__________________。
2＋
2＋
6
(5)综合以上实验分析，增强Fe稳定性的措施有____________。
(6)向溶液中加入一定量H2O2氧化Fe。为确定加入H2O2的量，需先用K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe，离子方程式为Cr2O7＋6Fe＋14H===2Cr＋6Fe＋7H2O。
①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前，滴定管需要检漏、用蒸馏水洗涤和____________， 应选用________式滴定管。
②若滴定x mL滤液中的Fe，消耗a mol·LK2Cr2O7标准溶液b mL，则滤液中c(Fe
＋
2＋
－1
2
2＋
2－
2＋
＋
3＋
3＋
2＋
2＋
)＝________mol·L。
解析：(1)FeSO4溶液中只有Fe的水解使溶液呈弱酸性，而(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe
＋
2＋
2＋
－1
和NH4都水解使溶液呈弱酸性，所以同浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液的pH小于FeSO4溶液；根据表中所示溶液颜色的变化快慢分析，FeSO4溶液与KSCN溶液反应1 min后的颜色和(NH4)2Fe(SO4)2溶液与KSCN溶液反应5 h后的颜色相同，说明FeSO4的稳定性弱于(NH4)2Fe(SO4)2。
(2)甲同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2 Fe(SO4)2溶液中的NH4保护了Fe，所以可以取用与(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积相同、浓度相同、pH相同的不含NH4的FeSO4溶液做对比实验。即取2 mL pH＝4.0的0.80 mol·L FeSO4溶液，加2滴0.01 mol·L KSCN溶液进行实验，现象与实验Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液的实验现象相同，说明NH4的存在不影响实验结果，从而否定了甲同学的观点。(3)实验Ⅲ的结果说明FeSO4溶液的pH越小，FeSO4越稳定；根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe＋O2＋10H2O
＋
2＋
2＋
＋
－1
－1
2＋
＋＋
4Fe(OH)3＋8H可知，pH
＋
越小，c(H)越大，对平衡正向进行的抑制作用越大，Fe越稳定。(4)根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe＋O2＋10H2O
＋
2＋
2＋
4Fe(OH)3＋8H可推测，生成的Fe(OH)3对反应有催化作
＋
＋
用，且反应初期生成的c(H)小，对反应正向进行的抑制作用很小。(5)分析实验结果，增强Fe稳定性的措施可以是加入一定量的酸，增大c(H)，或进行密封保存，减少与空气的接触等。(6)①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前，需要对滴定管依次进行检漏、用蒸馏水洗涤、用K2Cr2O7标准溶液润洗2～3次；由于K2Cr2O7具有强氧化性，能够氧化橡胶管，所以应用酸式滴定管盛放K2Cr2O7标准溶液。②根据消耗K2Cr2O7标准溶液的体积和浓度求得
n(K2Cr2O7)＝a mol·L－1×b×10－3 L＝ab×10－3 mol，由离子方程式得n(Fe2＋)＝6ab×10－3
7
6ab×10 mol6ab－1
mol，所以c(Fe)＝＝ mol·L。 －3
x×10 Lx2＋
－3
答案：(1)NH4＋H2O
－1
＋
NH3·H2O＋H <
－1
＋
(2)2 mL pH＝4.0的0.80 mol·L FeSO4溶液 2滴0.01 mol·L KSCN溶液
(3)溶液pH越小，Fe越稳定 溶液中存在平衡4Fe＋O2＋10H2O
2＋
2＋
4Fe(OH)3＋8H，
＋
c(H＋)越大，对平衡正向进行的抑制作用越强，Fe2＋越稳定
(4)生成的Fe(OH)3对反应有催化作用 (5)加一定量的酸；密封保存
(6)①用重铬酸钾溶液润洗2～3次
酸 ②6abx 8
2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物课时作业9铁及其化合物(含解析)
