某小组同学在实验室中研究+2和+3价铁的硝酸盐的化学性质.
(1)他们测硝酸亚铁溶液的pH常温下小于7,用离子方程式解释其原因是______
(2)甲同学欲配制硝酸亚铁溶液,为防止水解,称量一定量硝酸亚铁晶体溶于pH=1的稀硝酸中,溶液呈深棕色,液面上方有红棕色气体,放置一段时间,溶液最终呈黄色.
(已知:Fe2+能与NO结合形成深棕色的[Fe(NO)]2+:Fe2++NO⇌〔Fe(NO)]2+)
①液面上方红棕色气体是______
②经检验黄色溶液中有Fe3+ . 检验Fe3+的操作是______
③最初溶液中生成[Fe(NO)]2+使溶液呈深棕色,最终溶液变黄色的原因是______
(3)操作
步骤及现象
i:往溶液中缓慢通入SO2 , 液面上方有红棕色气体,溶液黄色无明显变化
ii:继续通入足量的SO2 , 溶液变为深棕色,一段时间后,溶液变为浅绿色
【答案】(1)Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+
(2)NO2;取少量黄色溶液于试管中,滴入KSCN溶液,溶液显红色,证明含有Fe3+;在稀硝酸中Fe2+被NO3﹣氧化为Fe3+ , 使c(Fe2+)降低,Fe2++NO?〔Fe(NO)]2+的平衡向左移动,当Fe2+被完全氧化为Fe3+时,溶液由深棕色变为黄色
(3)2NO3﹣+3SO2+2H2O=3SO42﹣+2NO↑+4H+;正确.溶液上方产生红棕色的气体,说明NO3﹣被还原,溶液没有深棕色出现,说明Fe2+没有被氧化为Fe3+;2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+;SO2的还原性比Fe2+的强等
【解析】(1)亚铁离子水解:Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+ , 破坏水的电离平衡,使溶液呈酸性,
所以答案是:Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+;(2)①硝酸具有强氧化性,将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原生成NO,NO与氧气反应生成二氧化氮,所以答案是:NO2;②检验Fe3+的操作是:取少量黄色溶液于试管中,滴入KSCN溶液,溶液显红色,证明含有Fe3+ , 所以答案是:取少量黄色溶液于试管中,滴入KSCN溶液,溶液显红色,证明含有Fe3+;③最初溶液中生成[Fe(NO)]2+使溶液呈深棕色,最终溶液变黄色的原因是:在稀硝酸中Fe2+被NO3﹣氧化为Fe3+ , 使c(Fe2+)降低,Fe2++NO⇌〔Fe(NO)]2+的平衡向左移动,当Fe2+被完全氧化为Fe3+时,溶液由深棕色变为黄色,所以答案是:在稀硝酸中Fe2+被NO3﹣氧化为Fe3+ , 使c(Fe2+)降低,Fe2++NO⇌〔Fe(NO)]2+的平衡向左移动,当Fe2+被完全氧化为Fe3+时,溶液由深棕色变为黄色;(3)①往溶液中缓慢通入SO2 , 液面上方有红棕色气体,溶液黄色无明显变化,说明硝酸将二氧化硫氧化为硫酸,反应离子方程式为:2NO3﹣+3SO2+2H2O=3SO42﹣+2NO↑+4H+ , 所以答案是:2NO3﹣+3SO2+2H2O=3SO42﹣+2NO↑+4H+;②溶液上方产生红棕色的气体,说明NO3﹣被还原,溶液没有深棕色出现,说明Fe2+没有被氧化为Fe3+ , 该同学的说法正确,所以答案是:正确,溶液上方产生红棕色的气体,说明NO3﹣被还原,溶液没有深棕色出现,说明Fe2+没有被氧化为Fe3+;③溶液变为浅绿色,说明硝酸根反应完毕,铁离子氧化二氧化硫,而被还原为亚铁离子,反应离子方程式为:,所以答案是:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+ , ④由发生的氧化还原反应可知,该实验得出的结论是:SO2的还原性比Fe2+的强等,所以答案是:SO2的还原性比Fe2+的强等.