难易程度:★★★☆☆
典例在线
(1)某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 mol•L−1 FeCl3溶液、0.1 mol•L−1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
①用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式:_________________________________。
②设计实验方案,完成下列表格。
探究内容 实验方案 实验现象
探究Fe3+具有氧化性 取少量0.1 mol•L−1 FeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后,溶液颜色变为________。加入KSCN溶液后,溶液________
③该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为_________________________________________。
(2)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、 、H2O和一种未知离子X,已知 在反应中得到电子,则X离子是____________,该反应的离子方程式是____________________________。
(3)有一铁的氧化物样品,用5 mol•L−1的盐酸140 mL恰好完全溶解,所得溶液还能与通入的0.56 L氯气(标准状况)反应,使Fe2+全部转化为Fe3+,则此氧化物为________。
【答案】(1)①2FeCl2+Cl2===2FeCl3 ②浅绿色 不变色 ③Fe2++Zn===Zn2++Fe
(2)Fe2+ +5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O
(3)Fe5O7
【解析】(1)①在反应中Fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用氯水,反应为2FeCl2+Cl2===2FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3++Fe===3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。③向FeCl2的溶液中加入锌粉,离子反应为Zn+Fe2+===Fe+Zn2+。
(2)已知 得电子,故 是氧化剂,Mn2+为还原产物,则题目提供的Fe3+是氧化产物,故还原剂为Fe2+。即X为Fe2+。该反应中反应物为 、Fe2+和H+,生成物为Mn2+、Fe3+和H2O,n( )∶n(Fe2+)=1∶5。
(3)n(Cl)=5 mol•L−1×0.14 L+2× =0.75 mol;n(H)=5 mol•L−1×0.14 L=0.7 mol,所以
,即该氧化物的化学式为Fe5O7。
解题必备
铁及其化合物之间的转化——“铁三角”
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:Fe只有还原性,Fe3+通常只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态铁的相互转化,我们把这个相互转化设计成三角形,常称为铁三角。
(1)Fe3+的形成
由于Fe3+的氧化性较强,要想生成Fe3+,需要强氧化剂,通常有:Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)。
与Cl2反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−、2Fe+3Cl2 2FeCl3;
与KMnO4反应:5Fe2++ +8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
(2) 的形成
单质Fe的还原性较强,要想生成单质Fe,得需强还原剂,通常有:Al、Zn、CO、H2。
Fe2++Zn===Fe+Zn2+;