Question

某种物质溶于水后得到的溶液中，含有Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Ba²⁺、CO₃^2-离子中的某几种。

（1）甲同学欲探究溶液的组成，进行了如下实验：①取少量溶液于试管中，逐滴加入浓氢氧化钠溶液，发现开始生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，同时伴有刺激性气体放出；②另取少量溶液于试管中，加入足量盐酸酸化后再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成。

该溶液中一定含有的离子是                ；

写出①中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式                                           。

（2）乙同学进行如下实验：取少量溶液于试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液，无明显现象；再滴加H₂O₂，发现溶液变红色；继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去且有气泡产生。为弄清其中缘由，乙同学查阅资料知：

H₂O₂＋SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑＋N₂↑＋H₂O＋H⁺

①该反应中，被氧化的元素为        ，每生成lmol CO₂转移的电子数为         N_A；

②根据乙同学的实验现象，请判断还原性强弱为：Fe²⁺        SCN^-（填＜、=或＞）；

③根据资料，乙同学提出的猜想是：H₂O₂将SCN^-氧化使红色逐渐褪去。请你设计一个实验，验证乙同学的猜想是否正确                                                                       。

Answer

（12分，每空2分）1.（1）Fe2+、SO42-、NH4+（少1种扣1分，多写、写错不得分）

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

③取少量褪色后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢复红色，证明乙同学推断正确

【解析】

试题分析：1.（1）取少量溶液于试管中，逐滴加入浓氢氧化钠溶液，发现开始生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，同时伴有刺激性气体放出，因此根据实验现象可知，白色沉淀是氢氧化亚铁，最终被氧化生成了氢氧化铁，因此原溶液中含有亚铁离子，则一定没有CO32-；产生的刺激性气味的气体是氨气，所以溶液中还含有NH4+；②另取少量溶液于试管中，加入足量盐酸酸化后再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，该白色沉淀应该是硫酸钡，所以溶液中含有SO42-，因此一定没有Ba2+，所以该溶液中一定含有的离子是Fe2+、SO42-、NH4+；氢氧化亚铁极易被氧化生成氢氧化铁，反应的方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3。

（2）①根据反应H2O2＋SCN-→SO42-+CO2↑＋N2↑＋H2O＋H+可知，双氧水中氧元素的化合价从－1价降低到－2价，得到电子，被还原，双氧水是氧化剂。SCN-中S和N元素的化合价分别从－2价和－3价升高到＋6价和0价，所以被氧化的元素是N和S。KSCN是还原剂，所以每生成lmol CO2转移的电子的物质的量＝（6＋2＋0＋3）mol＝11mol，因此电子个数为11NA。

②取少量溶液于试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液，无明显现象；再滴加H2O2，发现溶液变红色，此时亚铁离子被氧化生成了铁离子，铁离子与KSCN溶液反应显红色；继续滴加H2O2，红色逐渐褪去且有气泡产生，这说明此时KSCN溶液被氧化，所以还原性强弱为：Fe2+＞SCN-。

③如果是H2O2将SCN-氧化使红色逐渐褪去，则只需要取少量褪色后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢复红色，即可证明乙同学推断正确。

考点：考查离子检验与共存的判断；氧化还原反应方程式的书写以及判断和计算；实验方案设计与探究