《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

19. （12 分）久置的 $FeSO_{4}$ 溶液变黄，一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。某研究小组为研究溶液中 $Fe^{2+}$ 被 $O_{2}$ 氧化的过程，查阅资料发现：溶液中 $Fe^{2+}$ 的氧化过程分为两步，首先是 $Fe^{2+}$ 水解，接着水解产物被 $O_{2}$ 氧化。于是小组同学决定研究常温下不同 pH 对 $Fe^{2+}$ 被 $O_{2}$ 氧化的影响，并测定了 $Fe^{2+}$ 氧化率随时间变化的关系，结果如图。回答下列问题。

（1）写出 $Fe^{2+}$ 水解的离子方程式：_；要抑制 $FeSO_{4}$ 水解，可以采取的措施是_。
(2)在酸性条件下，$Fe^{2+}$ 被 $O_{2}$ 氧化的反应的化学方程式为 $4Fe^{2+}+O_{2}+4H^{+}\rightleftharpoons 4Fe^{3+}+2H_{2}O$，已知常温下该反应的平衡常数很大。则下列说法正确的是AC(填字母)。
A. $Fe^{2+}$ 转化为 $Fe^{3+}$ 的趋势很大
B. $Fe^{2+}$ 转化为 $Fe^{3+}$ 的速率很大
C. 该反应进行得很完全
D. 酸性条件下 $Fe^{2+}$ 不会被氧化
（3）结合图像分析不同 pH 对 $Fe^{2+}$ 被 $O_{2}$ 氧化的反应的影响：_。
（4）研究小组在查阅资料时还得知：氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强。通过以上研究可知，配制 $FeSO_{4}$ 溶液的正确做法是_。
(5)用 $K_{2}Cr_{2}O_{7}$ 标准溶液测定溶液中 $Fe^{2+}$ 浓度，从而计算 $Fe^{2+}$ 的氧化率。反应如下：$6Fe^{2+}+Cr_{2}O_{7}^{2-}+14H^{+}=2Cr^{3+}+6Fe^{3+}+7H_{2}O$。若取 $20\ mL$ 待测溶液，用 $0.020\ 0\ mol· L^{-1}\ K_{2}Cr_{2}O_{7}$ 标准溶液滴定，消耗标准溶液 $16.50\ mL$，则溶液中 $c(Fe^{2+})=$0.0990 $mol· L^{-1}$。

答案： 19.答案
(1)$\mathrm{Fe^{2+}}+2\mathrm{H_2O}\rightleftharpoons\mathrm{Fe(OH)_2}+2\mathrm{H^+}$ 向溶液中滴加少量稀硫酸
(2)AC
(3)$\mathrm{pH}$越大氧化率越大
(4)向其中加入少量的硫酸和铁粉等
(5)0.0990
解析
(4)氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强，为了防止亚铁离子被氧化，配制$\mathrm{FeSO_4}$溶液时需要加入少量铁粉；为了防止亚铁离子水解，还需要加入少量硫酸，即配制$\mathrm{FeSO_4}$溶液的方法：加入少量的硫酸和铁粉等。
(5)若取$20\ \mathrm{mL}$待测溶液，用$0.0200\ \mathrm{mol· L^{-1}}\ \mathrm{K_2Cr_2O_7}$标准溶液滴定，消耗标准溶液$16.50\ \mathrm{mL}$，$n(\mathrm{K_2Cr_2O_7})=0.0200\ \mathrm{mol· L^{-1}}×16.50×10^{-3}\ \mathrm{L}=3.3×10^{-4}\ \mathrm{mol}$，根据反应可知，$n(\mathrm{Fe^{2+}})=6n(\mathrm{K_2Cr_2O_7})=3.3×10^{-4}\ \mathrm{mol}×6=1.98×10^{-3}\ \mathrm{mol}$，则溶液中$c(\mathrm{Fe^{2+}})=\frac{1.98×10^{-3}\ \mathrm{mol}}{0.02\ \mathrm{L}}=0.0990\ \mathrm{mol· L^{-1}}$。