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有资料介绍Fe3+在水溶液中通常以水合离子形式存在,[Fe(H2O)6]3+几乎无色.某化学实验小组对实验室Fe(NO3)3和FeCl3溶液呈黄色的原因产生了疑问,进一步查阅资料发现:①[Fe(H2O)6]3++H2O
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有资料介绍Fe3+在水溶液中通常以水合离子形式存在,[Fe(H2O)6]3+几乎无色.某化学实验小组对实验室Fe(NO3)3和FeCl3溶液呈黄色的原因产生了疑问,进一步查阅资料发现:
①[Fe(H2O)6]3++H2O⇌[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色)+nH3O+(n=1~6);
②[FeCl4(H2O)2]-为黄色.
他们进行了如下探究实验.请回答下列问题:
【实验I】
(1)你认为Fe(NO3)3溶液呈黄色的原因是___.
(2)你认为FeCl3溶液呈黄色主要是含有___微粒,理由:___.
【实验II】
已知透光率越大,溶液颜色越浅.用色度计分别测定0.5mol•L-1 Fe(NO3)3和FeCl3溶液在不同温度下的透光率如图所示.
(3)随着温度升高,Fe(NO3)3溶液透光率逐渐减小的原因是___.
(4)FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,其原因用离子方程式表示:___,该反应属于___反应(填“放热”或“吸热”).
【实验Ⅲ】
该实验小组同学还设计了一个实验方案验证(4)中结论.
(5)取试管②中无色溶液,滴加几滴___(从下列选项中选择最佳试剂,填写字母序号),通过现象能证明(4)中结论正确.
A.Fe(NO3)3溶液 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液 D.FeCl3溶液.
①[Fe(H2O)6]3++H2O⇌[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色)+nH3O+(n=1~6);
②[FeCl4(H2O)2]-为黄色.
他们进行了如下探究实验.请回答下列问题:
【实验I】
(1)你认为Fe(NO3)3溶液呈黄色的原因是___.
(2)你认为FeCl3溶液呈黄色主要是含有___微粒,理由:___.
【实验II】
已知透光率越大,溶液颜色越浅.用色度计分别测定0.5mol•L-1 Fe(NO3)3和FeCl3溶液在不同温度下的透光率如图所示.
(3)随着温度升高,Fe(NO3)3溶液透光率逐渐减小的原因是___.
(4)FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,其原因用离子方程式表示:___,该反应属于___反应(填“放热”或“吸热”).
【实验Ⅲ】
该实验小组同学还设计了一个实验方案验证(4)中结论.
(5)取试管②中无色溶液,滴加几滴___(从下列选项中选择最佳试剂,填写字母序号),通过现象能证明(4)中结论正确.
A.Fe(NO3)3溶液 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液 D.FeCl3溶液.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据信息:①硝酸铁中存在:[Fe(H2O)6]3++H2O⇌[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色)+nH3O+,Fe(NO3)3溶液呈黄色的原因是[Fe(H2O)6]3+水解产生了黄色的[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n,
故答案为:[Fe(H2O)6]3+水解产生了[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n;
(2)FeCl3溶液呈黄色主要是发生:[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O,由于含有[FeCl4(H2O)2]-的缘故,因为:试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液仍呈黄色,
故答案为:[FeCl4(H2O)2]-;试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液仍呈黄色;
(3)溶液的透光率和溶液中有颜色的离子的浓度大小之间有关系,温度升高,导致平衡[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+正向移动,[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n浓度增大,溶液颜色加深;
故答案为:温度升高,导致平衡[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+正向移动,[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n浓度增大,溶液颜色加深;
(4)FeCl3溶液中存在:[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O,温度升高,有色离子浓度增加程度大,说明该反应是吸热反应,FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,故答案为:[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O;吸热;
(5)平衡[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O中,增加氯离子浓度,可以引起化学平衡正向移动,有色离子浓度增加,进而说明FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,但是不能阴极铁离子,其铁离子的黄色会干扰实验结果,故答案为:B.
故答案为:[Fe(H2O)6]3+水解产生了[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n;
(2)FeCl3溶液呈黄色主要是发生:[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O,由于含有[FeCl4(H2O)2]-的缘故,因为:试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液仍呈黄色,
故答案为:[FeCl4(H2O)2]-;试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液仍呈黄色;
(3)溶液的透光率和溶液中有颜色的离子的浓度大小之间有关系,温度升高,导致平衡[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+正向移动,[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n浓度增大,溶液颜色加深;
故答案为:温度升高,导致平衡[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+正向移动,[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n浓度增大,溶液颜色加深;
(4)FeCl3溶液中存在:[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O,温度升高,有色离子浓度增加程度大,说明该反应是吸热反应,FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,故答案为:[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O;吸热;
(5)平衡[Fe(H2O)6]3++4Cl-⇌[FeCl4(H2O)2]-+4H2O中,增加氯离子浓度,可以引起化学平衡正向移动,有色离子浓度增加,进而说明FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,但是不能阴极铁离子,其铁离子的黄色会干扰实验结果,故答案为:B.
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