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解答题-实验探究题 适中0.65 引用1 组卷255
某学习小组研究溶液中Fe2+的稳定性，进行如下实验，观察，记录结果。
实验Ⅰ
物质0 min1min1h5h
FeSO4淡黄色桔红色红色深红色
(NH4)2Fe(SO4)2几乎无色淡黄色黄色桔红色
(1)溶液的稳定性：FeSO4_______(NH4)2Fe(SO4)2(填“＞”或“＜”)
(2)结合离子方程式解释FeSO4溶液中加入KSCN溶液后变红的原因____________。
(3)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Fe2+，因为NH4+具有还原性。进行实验II，否定了该观点，补全该实验。
操作现象
取_______，加_______，观察。与实验Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同。
(4)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导致，进行实验III：分别配制0.80 mol·L-1 pH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：4Fe2+＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H+。
由实验III，乙同学可得出的结论是___________，原因是__________________。
(5)进一步研究在水溶液中Fe2+的氧化机理。测定同浓度FeSO4溶液在不同pH条件下，Fe2+的氧化速率与时间的关系如下图(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_____________。

(6)综合以上实验，增强Fe2+稳定性的措施有_________________。
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知识点：影响化学反应速率的因素浓度对化学平衡移动的影响化学反应条件控制的相关实验 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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硫酸亚铁(FeSO4)和硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]都是在生产、生活中有重要用途的亚铁盐，探究其饱和溶液稳定性的实验如下：先分别配制FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2饱和溶液，测定pH分别为4.46、4.22，后续实验如图所示。

实验结果如表：
硫酸亚铁和硫酸亚铁铵饱和溶液稳定性对比实验研究
溶质0min1min15min60min3h5h24h
FeSO4淡淡的桔黄色桔红色红色红色深红深红深红
(NH4)2Fe(SO4)2几乎无色米色米色浅黄黄色桔红桔红
回答下列问题：
(1)用白瓷点滴板做上述对比实验的主要优点是____(答出两条)。
(2)由该实验可以得出两种饱和溶液的稳定性：FeSO4____(NH4)2Fe(SO4)2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，物质的量浓度：FeSO4____(NH4)2Fe(SO4)2。
(3)FeSO4饱和溶液需要新配制，若久置会发黄、变浑浊，且pH减小，发生反应的离子方程式为____。
(4)影响溶液中Fe2+稳定性的因素可提出3种假设。
假设1：的存在使溶液中Fe2+稳定性增强。
假设2：_____使溶液中Fe2+稳定性增强。
假设3：H+浓度增大使溶液中Fe2+稳定性增强。
假设1的依据是具有一定的还原性，对Fe2+有保护作用，判断该观点是否合理并说明理由____。
(5)实验测得相同浓度的FeSO4溶液在不同pH条件下，Fe2+的损耗量%与pH的关系及Fe2+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)。

据图分析，开始时Fe2+氧化速率较小，随着产物的生成，速率明显加快，说明产物对反应有催化作用，起催化作用的产物是____(填化学式)，其催化活性最强的pH范围是____(填标号)。
A．0~1            B．2~2.4        C．2.4~5.5       D．5.5~7
从趋势上看，pH越小，Fe2+损耗量越小的原因是____。
Ⅰ.资料1：铁肥有利于叶绿素的合成，能使作物更好的进行光合作用，当作物缺铁后，叶片中叶绿素会减少，从而导致叶片失绿黄化。虽然铁在土壤中的丰度很高，但大多以生物有效性低的氧化态形式存在，特别是在石灰性土壤上，高pH和高重碳酸盐含量严重降低了土壤中铁的有效性。
资料2：部分植物吸收铁元素的系统主要通过3个蛋白酶系统进行：①H+-ATPase蛋白酶系统通过分泌大量的氢离子而使土壤酸化，使难溶性的Fe(OH)3溶解释放Fe3+。②由Fe3+螯合还原酶 (FRO)和NADPH脱氢酶组成Fe3+还原系统，释放的Fe3+与植物体内的螯合剂形成螯合物后自由进出细胞质体，由还原系统将Fe3+螯合物转换释放成Fe2+螯合物。③Fe2+转运蛋白 (IRT)系统能将Fe2+螯合物跨膜运输到根部，再由其他转运蛋白输送到各个细胞供机体利用。
(1)由信息可知，植物生长过程中直接吸收利用下列铁肥，效果最好的是___________
A．FeSO4B．Fe2(SO4)3C．Fe(OH)3D．[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3

(2)酸性条件下，下列试剂可将Fe3+转化为Fe2+的试剂是___________
A．H2O2B．KIC．SD．H2S

(3)某实验小组在欲检测土壤中铁元素的价态，请给出合理的实验方法：
①土壤中是否存在Fe3+___________。
②土壤中是否存在Fe2+___________。
Ⅱ.为研究溶液中Fe2+的稳定性，进行如下实验，观察，记录结果。

实验Ⅰ
物质0 min1min1h5h
FeSO4淡黄色桔红色红色深红色
(NH4)2Fe(SO4)2几乎无色淡黄色黄色桔红色

(4)溶液的稳定性：FeSO4___________(NH4)2Fe(SO4)2(填“>”或“<”) 。
(5)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NH保护了Fe2+，因为NH具有还原性。进行实验Ⅱ，否定了该观点，补全该实验。
操作：取___________，加___________，观察。
现象：与实验Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同。
(6)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导致，进行实验Ⅲ。分别配制0.80mol•L-1pH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4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+。由实验III，乙同学可得出的结论是___________，原因是___________。
Ⅲ.硫酸亚铁在我国北方是一种常见铁肥，施用时铁肥(FeSO4)与钾肥(K2CO3)不能同时施用，丙同学展开实验探究其原因。向2mL 1mol/LFeSO4中逐滴滴加1mol/LK2CO3溶液，观察到立即产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，没有观察到其他现象。
资料：①FeCO3是白色固体。
②H2CO3需要达到一定浓度才能以CO2形式逸出。
(7)根据实验现象，说明不同时施用的原因是___________。
(8)用化学用语描述沉淀颜色变化的原因___________。
(9)请你作为科学宣讲团，从化学角度为农民保存和施用铁肥提出建议(答出2点)：___________、___________。
铁元素是人体必需微量元素中含量最多的一种。高铁酸钾（K2FeO4)具有很强的氧化性，是一种高效水处理剂。
（1）用K2FeO4处理废水时，可以杀菌消毒是利用其________性；又利用Fe(OH)3胶体的__________作用。
（2）K2FeO4在水中不稳定，发生反应：4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2，其稳定性与温度（T）和溶液pH的关系分别如下图所示。

①由图Ⅰ可得出的结论是____________________________________。
②图Ⅱ中a__________c （填“>”、“<”或“=”），其原因是____________________________。
（3）资料显示：亚铁盐溶液中存在反应：4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+进一步研究在水溶 液中Fe2+的氧化机理，测定同浓度FeSO4溶液在不同pH条件下，Fe2+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）。从图中可以得出Fe2+的氧化速率与溶液中_________有关，___________越大，Fe2+容易被氧化。

（4）综合以上实验，增强Fe2+稳定性的措施除了可以向溶液中加铁粉外，还有_________；__________。

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