Question

某種物質溶于水后得到的溶液中，含有Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Ba²⁺、CO₃^2-離子中的某幾種。

（1）甲同學欲探究溶液的組成，進行了如下實驗：①取少量溶液于試管中，逐滴加入濃氫氧化鈉溶液，發現開始生成白色沉淀，白色沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，同時伴有刺激性氣體放出；②另取少量溶液于試管中，加入足量鹽酸酸化后再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成。

該溶液中一定含有的離子是                ；

寫出①中白色沉淀轉化為紅褐色沉淀的化學方程式                                           。

（2）乙同學進行如下實驗：取少量溶液于試管中，滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，無明顯現象；再滴加H₂O₂，發現溶液變紅色；繼續滴加H₂O₂，紅色逐漸褪去且有氣泡產生。為弄清其中緣由，乙同學查閱資料知：

H₂O₂＋SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑＋N₂↑＋H₂O＋H⁺

①該反應中，被氧化的元素為        ，每生成lmol CO₂轉移的電子數為         N_A；

②根據乙同學的實驗現象，請判斷還原性強弱為：Fe²⁺        SCN^-（填＜、=或＞）；

③根據資料，乙同學提出的猜想是：H₂O₂將SCN^-氧化使紅色逐漸褪去。請你設計一個實驗，驗證乙同學的猜想是否正確                                                                       。

 

Answer 1

【答案】

（12分，每空2分）1.（1）Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺（少1種扣1分，多寫、寫錯不得分）

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O＝4Fe(OH)₃   （2）①N、S     11         ② ＞

③取少量褪色后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢復紅色，證明乙同學推斷正確

【解析】

試題分析：1.（1）取少量溶液于試管中，逐滴加入濃氫氧化鈉溶液，發現開始生成白色沉淀，白色沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，同時伴有刺激性氣體放出，因此根據實驗現象可知，白色沉淀是氫氧化亞鐵，最終被氧化生成了氫氧化鐵，因此原溶液中含有亞鐵離子，則一定沒有CO₃^2-；產生的刺激性氣味的氣體是氨氣，所以溶液中還含有NH₄⁺；②另取少量溶液于試管中，加入足量鹽酸酸化后再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，該白色沉淀應該是硫酸鋇，所以溶液中含有SO₄^2-，因此一定沒有Ba²⁺，所以該溶液中一定含有的離子是Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺；氫氧化亞鐵極易被氧化生成氫氧化鐵，反應的方程式為4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O＝4Fe(OH)₃。

（2）①根據反應H₂O₂＋SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑＋N₂↑＋H₂O＋H⁺可知，雙氧水中氧元素的化合價從－1價降低到－2價，得到電子，被還原，雙氧水是氧化劑。SCN^-中S和N元素的化合價分別從－2價和－3價升高到＋6價和0價，所以被氧化的元素是N和S。KSCN是還原劑，所以每生成lmol CO₂轉移的電子的物質的量＝（6＋2＋0＋3）mol＝11mol，因此電子個數為11N_A。

②取少量溶液于試管中，滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，無明顯現象；再滴加H₂O₂，發現溶液變紅色，此時亞鐵離子被氧化生成了鐵離子，鐵離子與KSCN溶液反應顯紅色；繼續滴加H₂O₂，紅色逐漸褪去且有氣泡產生，這說明此時KSCN溶液被氧化，所以還原性強弱為：Fe²⁺＞SCN^-。

③如果是H₂O₂將SCN^-氧化使紅色逐漸褪去，則只需要取少量褪色后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢復紅色，即可證明乙同學推斷正確。

考點：考查離子檢驗與共存的判斷；氧化還原反應方程式的書寫以及判斷和計算；實驗方案設計與探究