Question

【題目】某研究小組同學(xué)對市售某種補(bǔ)鐵口服液的成分進(jìn)行探究。根據(jù)名稱認(rèn)為該糖漿中含有Fe2+，設(shè)計方案進(jìn)行驗證。

I．設(shè)計方案如下：

	方案	試劑X	預(yù)期現(xiàn)象
	方案i	1mL 1 mol/L NaOH溶液	a
	方案ii	1mL 1 mol/L 酸性KMnO4溶液	b
	方案iii	依次加入5滴KSCN溶液、1mL氯水	c

（1）方案i的預(yù)期現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，逐漸變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是_________，最終變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式是________。

（2）方案ii的預(yù)期現(xiàn)象是_________。

（3）方案iii的預(yù)期現(xiàn)象是________，反應(yīng)中氯水參與反應(yīng)的的離子方程式是____。

II．進(jìn)行實驗操作，得到的實際現(xiàn)象如下：

方案	實際現(xiàn)象	是否與預(yù)期現(xiàn)象相同
方案i	產(chǎn)生灰綠色渾濁，長時間不變紅褐色	不同
方案ii		相同
方案iii	自始至終無明顯現(xiàn)象	不同

（4）為探究實驗中出現(xiàn)異�，F(xiàn)象的原因，該小組同學(xué)查看說明書，得知有關(guān)補(bǔ)鐵口服液成分的如下：

本品每毫升含主要成分葡萄糖酸亞鐵30毫克，

輔料為：蔗糖、香精、枸檬酸、羥苯乙酯。

結(jié)合資料對異�，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行猜想：______________；為驗證其猜想，在方案iii的基礎(chǔ)上繼續(xù)加入過量的氯水，得到了預(yù)期的現(xiàn)象。

（5） 實驗反思：方案ii中預(yù)期現(xiàn)象與實驗現(xiàn)象相同，并不能證明補(bǔ)鐵口服液中一定含有Fe2+，理由是______。

（6）小組同學(xué)進(jìn)一步提出研究問題：仍選用之前用過的試劑，設(shè)計實驗驗證某久置的補(bǔ)鐵口服液（計為Y）已部分變質(zhì)。以下是小組同學(xué)的實驗方案：

實驗序號	操作	現(xiàn)象
ⅳ	取2 mL溶液Y，加入1滴KSCN，再加入1 mL水	溶液顯紅色
V

實驗V的操作及現(xiàn)象是_____________。

Answer 1

【答案】Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 酸性高錳酸鉀褪色 加入KSCN后無明顯現(xiàn)象，加入氯水后溶液變血紅色 Cl2+ 2Fe2+= 2Cl-+ 2Fe3+ 補(bǔ)鐵口服液中含有還原劑 高錳酸鉀褪色說明被還原，補(bǔ)鐵口服液中除了有Fe2+外還有其他還原劑，因此褪色不一定證明是高錳酸鉀與Fe2+反應(yīng) 取2 mL溶液Y，加入1滴KSCN，再加入1 mL氯水，溶液顯紅色，顏色比iv深

【解析】

I．（1）方案i的預(yù)期現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，逐漸變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。說明X溶液中含有亞鐵離子，加入氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定被空氣中的氧氣氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵沉淀；

（2）X溶液中若含有亞鐵離子，亞鐵離子具有還原性，酸性高錳酸鉀具有氧化性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，紫色的高錳酸鉀溶液褪色；

（3）X溶液中若含有亞鐵離子，向X溶液中先加入KSCN溶液，無現(xiàn)象，氯水具有氧化性，再加入氯水，亞鐵離子與氯水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成三價鐵離子，三價鐵離子遇KSCN溶液變?yōu)檠�紅色；

II．（4）方案i和方案iii的實驗現(xiàn)象與I中的現(xiàn)象不同，根據(jù)現(xiàn)象描述，X溶液中的亞鐵離子在氧化劑的作用下沒有被氧化為三價鐵離子，依據(jù)補(bǔ)鐵口服液成分分析，造成現(xiàn)象結(jié)果與預(yù)期不一致的可能為補(bǔ)鐵口服液中自身帶有還原性的抗氧化劑，防止亞鐵離子被氧化而失去補(bǔ)血作用；

（5）方案ii中預(yù)期現(xiàn)象與實驗現(xiàn)象相同，并不能證明補(bǔ)鐵口服液中一定含有Fe2+，高錳酸鉀褪色說明被還原，補(bǔ)鐵口服液中除了有Fe2+外還有其他還原劑，因此褪色不一定證明是高錳酸鉀與Fe2+反應(yīng)；

（6）驗證某久置的補(bǔ)鐵口服液（計為Y）已部分變質(zhì)，而不是全部變質(zhì)，需要做一個與方案iv的對比試驗，假定只有部分亞鐵離子被氧化，若向Y溶液中加入氧化劑將所有亞鐵離子全部氧化為三價鐵時，溶液中的顏色會變深。

I．（1）方案i的預(yù)期現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，逐漸變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。說明X溶液中含有亞鐵離子，加入氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀，發(fā)生的離子反應(yīng)為：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定被空氣中的氧氣氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵沉淀，發(fā)生的反應(yīng)為：4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3，故答案為：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3；

（2）X溶液中若含有亞鐵離子，亞鐵離子具有還原性，酸性高錳酸鉀具有氧化性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，紫色的高錳酸鉀溶液褪色，故答案為：酸性高錳酸鉀褪色；

（3）X溶液中若含有亞鐵離子，向X溶液中先加入KSCN溶液，無現(xiàn)象，氯水具有氧化性，再加入氯水，亞鐵離子與氯水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成三價鐵離子，發(fā)生的離子反應(yīng)為：Cl2+ 2Fe2+= 2Cl-+ 2Fe3+，三價鐵離子遇KSCN溶液變?yōu)檠�紅色，故答案為：加入KSCN后無明顯現(xiàn)象，加入氯水后溶液變血紅色；

II．（4）方案i和方案iii的實驗現(xiàn)象與I中的現(xiàn)象不同，根據(jù)現(xiàn)象描述，X溶液中的亞鐵離子在氧化劑的作用下沒有被氧化為三價鐵離子，依據(jù)補(bǔ)鐵口服液成分分析，造成現(xiàn)象結(jié)果與預(yù)期不一致的可能為補(bǔ)鐵口服液中自身帶有還原性的抗氧化劑，防止亞鐵離子被氧化而失去補(bǔ)血作用，故答案為：補(bǔ)鐵口服液中含有還原劑；

（5）方案ii中預(yù)期現(xiàn)象與實驗現(xiàn)象相同，并不能證明補(bǔ)鐵口服液中一定含有Fe2+，高錳酸鉀褪色說明被還原，補(bǔ)鐵口服液中除了有Fe2+外還有其他還原劑，因此褪色不一定證明是高錳酸鉀與Fe2+反應(yīng)，故答案為：高錳酸鉀褪色說明被還原，補(bǔ)鐵口服液中除了有Fe2+外還有其他還原劑，因此褪色不一定證明是高錳酸鉀與Fe2+反應(yīng)；

（6）驗證某久置的補(bǔ)鐵口服液（計為Y）已部分變質(zhì)，而不是全部變質(zhì)，需要做一個與方案iv的對比試驗，假定只有部分亞鐵離子被氧化，若向Y溶液中加入氧化劑將所有亞鐵離子全部氧化為三價鐵時，溶液中的顏色會變深，則方案V的操作和想象為：取2 mL溶液Y，加入1滴KSCN，再加入1 mL氯水，溶液顯紅色，顏色比iv深，故答案為：取2 mL溶液Y，加入1滴KSCN，再加入1 mL氯水，溶液顯紅色，顏色比iv深。