Question

11．有資料介紹Fe³⁺在水溶液中通常以水合離子形式存在，[Fe（H₂O）₆]³⁺幾乎無(wú)色．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)室Fe（NO₃）₃和FeCl₃溶液呈黃色的原因產(chǎn)生了疑問，進(jìn)一步查閱資料發(fā)現(xiàn)：
①[Fe（H₂O）₆]³⁺+H₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n（黃色）+nH₃O⁺（n=1～6）；
②[FeCl₄（H₂O）₂]^-為黃色．
他們進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答下列問題：
【實(shí)驗(yàn)Ⅰ】（圖1）

（1）你認(rèn)為Fe（NO₃）₃溶液呈黃色的原因是[Fe（H₂O）₆]³⁺水解產(chǎn)生了[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n．
（2）你認(rèn)為FeCl₃溶液呈黃色主要是含有[FeCl₄（H₂O）₂]^-微粒，理由：試管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黃色．
【實(shí)驗(yàn)Ⅱ】
已知透光率越大，溶液顏色越淺．用色度計(jì)分別測(cè)定0.5mol•L^-1 Fe（NO₃）₃和FeCl₃溶液在不同溫度下的透光率如圖2所示．
（3）隨著溫度升高，F(xiàn)e（NO₃）₃溶液透光率逐漸減小的原因是溫度升高，導(dǎo)致平衡[Fe（H₂O）₆]³⁺+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n+nH₃O⁺正向移動(dòng)，[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n濃度增大，溶液顏色加深．
（4）FeCl₃溶液透光率隨溫度升高而減小的幅度明顯大于Fe（NO₃）₃溶液，其原因用離子方程式表示：[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-?[FeCl₄（H₂O）₂]^-+4H₂O，該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
【實(shí)驗(yàn)Ⅲ】
該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)還設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證（4）中結(jié)論．
（5）取試管②中無(wú)色溶液，滴加幾滴B（從下列選項(xiàng)中選擇最佳試劑，填寫字母序號(hào)），通過現(xiàn)象能證明（4）中結(jié)論正確．
A．Fe（NO₃）₃溶液 B．NaCl溶液 C．NaNO₃溶液   D．FeCl₃溶液．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比，硝酸鐵溶液加入硝酸溶液，溶液中氫離子濃度增大，而溶液黃色褪去，信息①中平衡向左移動(dòng)，硝酸鐵溶液溶液黃色是[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n所致；
（2）實(shí)驗(yàn)②④對(duì)比，氯化鐵溶液中加入硝酸，溶液黃色不變，氯化鐵溶液黃色為[FeCl₄（H₂O）₂]^-所致；
（3）隨著溫度升高，F(xiàn)e（NO₃）₃溶液透光率逐漸減小，說(shuō)明溶液中[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n濃度增大；
（4）升高溫度溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-濃度增大；
（5）加入含有氯離子物質(zhì)，由平衡移動(dòng)增大溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-濃度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比，硝酸鐵溶液加入硝酸溶液，溶液中氫離子濃度增大，而溶液黃色褪去，信息①中平衡向左移動(dòng)，硝酸鐵溶液溶液黃色是[Fe（H₂O）₆]³⁺水解產(chǎn)生了[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n所致，
故答案為：[Fe（H₂O）₆]³⁺水解產(chǎn)生了[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n；
（2）試管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黃色，說(shuō)明氯化鐵溶液黃色為[FeCl₄（H₂O）₂]^-所致，
故答案為：[FeCl₄（H₂O）₂]^-； 試管②、④中加入等量的HNO₃后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黃色；
（3）溫度升高，導(dǎo)致平衡[Fe（H₂O）₆]³⁺+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n+nH₃O⁺正向移動(dòng)，[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n濃度增大，溶液顏色加深，F(xiàn)e（NO₃）₃溶液透光率逐漸減小，
故答案為：溫度升高，導(dǎo)致平衡[Fe（H₂O）₆]³⁺+nH₂O?[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n+nH₃O⁺正向移動(dòng)，[Fe（H₂O）_6-n（OH）_n]^3-n濃度增大，溶液顏色加深；
（4）升高溫度溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-濃度增大，促進(jìn)[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-?[FeCl₄（H₂O）₂]^-+4H₂O 正向進(jìn)行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：[Fe（H₂O）₆]³⁺+4Cl^-?[FeCl₄（H₂O）₂]^-+4H₂O；吸熱；
（5）對(duì)照實(shí)驗(yàn)②④可知，向②的溶液中加入含有氯離子物質(zhì)，增大溶液中[FeCl₄（H₂O）₂]^-濃度，可以證明實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證（4）中結(jié)論，由于D中氯化鐵溶液本身含有[FeCl₄（H₂O）₂]^-，不能選用，
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了對(duì)探究實(shí)驗(yàn)方案分析評(píng)價(jià)、信息獲取與遷移運(yùn)用，注意充分利用對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，是對(duì)現(xiàn)實(shí)綜合能力的考查，難度較大．