Question

3．某小組同學(xué)利用鋁和氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)后得到的固體進(jìn)行如下實驗．
（1）固體成分的初步確定．

實驗序號	操作及現(xiàn)象
ⅰ	取少量固體樣品，加入過量稀鹽酸，固體溶解，產(chǎn)生無色氣體（經(jīng)檢驗為H2），溶液呈淺黃色
ⅱ	向ⅰ中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈淺紅色，再加入H2O2溶液至過量，產(chǎn)生無色氣體（經(jīng)檢驗為O2），溶液變?yōu)樯罴t色，且紅色很快褪去

①由上述實驗可知：溶液中Fe元素的存在形式有Fe²⁺、Fe³⁺．
②ⅰ中產(chǎn)生H₂的原因是樣品中除含F(xiàn)e外，可能有未反應(yīng)的Al，為檢驗樣品中是否含Al單質(zhì)，設(shè)計了相關(guān)實驗，依據(jù)的原理是（用化學(xué)方程式表示）2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
③生成O₂的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．進(jìn)一步的實驗表明，上述固體樣品中Fe元素的存在形式有：Fe、Fe₂O₃、Fe₃O₄．
（2）該小組同學(xué)對ⅱ中溶液紅色褪去的原因做進(jìn)一步探究．

實驗序號	操作、現(xiàn)象
ⅲ	將ⅱ中剩余溶液均分為兩份，一份滴加NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀； 另一份滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，加入鹽酸，沉淀不溶解
ⅳ	取2mL 0.1mol/L FeCl3溶液，滴入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，通入一段時間O2，無明顯變化．再加入H2O2溶液，紅色很快褪去

提示：KSCN中S元素的化合價為-2價
①實驗ⅲ中白色沉淀的化學(xué)式是BaSO₄．
②結(jié)合實驗ⅲ和ⅳ分析，實驗ⅱ中紅色褪去的原因是溶液中SCN^-離子被H₂O₂氧化，溶液紅色褪去．

Answer 1

分析 （1）①向溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈淺紅色，說明溶液中含有Fe³⁺；溶液變?yōu)樯罴t色，說明溶液溶液中鐵離子濃度增大，則原溶液中還含有Fe²⁺；
②利用金屬鋁能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)為鐵不反應(yīng)檢驗，Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
③雙氧水在催化劑存在條件下能夠分解生成水和氧氣；
（2）實驗ⅱ中溶液紅色褪去的原因必然是Fe³⁺或SCN^-被消耗所致，實驗ⅲ首先驗證實驗ⅱ剩余的溶液中存在鐵離子，然后證明溶液中存在硫酸根離子，從而證明SCN^-被氧化；實驗ⅳ證明氧化SCN^-的是雙氧水，而不是氧氣，據(jù)此解答①②．

解答 解：（1）①向ⅰ中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈淺紅色，說明溶液中含有Fe³⁺，再加入H₂O₂溶液至過量，產(chǎn)生無色氣體（經(jīng)檢驗為O₂），溶液變?yōu)樯罴t色，說明溶液加入雙氧水后溶液中鐵離子濃度增大，則原溶液中還含有Fe²⁺，
故答案為：Fe²⁺、Fe³⁺；
②金屬鋁能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，改寫成離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，而鐵不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，據(jù)此可以檢驗是否含有Al，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
③雙氧水在鐵離子作催化劑條件下分解生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）實驗ⅱ中溶液紅色褪去的原因必然是Fe³⁺或SCN^-被消耗所致，實驗ⅲ首先驗證實驗ⅱ剩余的溶液中存在鐵離子，然后證明溶液中存在硫酸根離子，從而證明SCN^-被氧化；實驗ⅳ證明氧化SCN^-的是雙氧水，而不是氧氣，
①加入氯化鋇溶液后生成不溶于鹽酸的白色沉淀為BaSO₄，
故答案為：BaSO₄；
②溶液中存在平衡：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，加入雙氧水后SCN^-被氧化，SCN^-的濃度減小，平衡向著逆向移動，所以溶液紅色褪去，
故答案為：溶液中SCN^-離子被H₂O₂氧化，溶液紅色褪去．

點評 本題考查了探究探究物質(zhì)組成及性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，注意掌握常見物質(zhì)的性質(zhì)及性質(zhì)實驗方案設(shè)計與評價原則，試題知識點較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力．