Question

16．某種物質(zhì)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(xué)欲探究溶液的組成，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①取少量溶液于試管中，逐滴加入濃氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，同時(shí)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Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺；；寫(xiě)出①中白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀的化學(xué)方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（2）乙同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取少量溶液于試管中，滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象；再滴加H₂O₂，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色；繼續(xù)滴加H₂O₂，紅色逐漸褪去且有氣泡產(chǎn)生．為弄清其中緣由，乙同學(xué)查閱資料知：H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺
①該反應(yīng)中，被氧化的元素為N、S，每生成lmol CO₂轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為11N_A；
②根據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請(qǐng)判斷還原性強(qiáng)弱為：Fe²⁺＞SCN^-（填＜、=或＞）；
③根據(jù)資料，乙同學(xué)提出的猜想是：H₂O₂將SCN^-氧化使紅色逐漸褪去．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想是否正確取少量褪色后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢復(fù)紅色，證明乙同學(xué)推斷正確．

Answer 1

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(fā)現(xiàn)開(kāi)始生成白色沉淀，則不含F(xiàn)e³⁺，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，說(shuō)明含有Fe²⁺，則一定不含CO₃^2-，同時(shí)伴有刺激性氣體放出，應(yīng)為氨氣，說(shuō)明含有Fe²⁺；
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，說(shuō)明含有SO₄^2-，則不含Ba²⁺；
（2）乙同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取少量溶液于試管中，滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象；再滴加H₂O₂，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色，說(shuō)明含有Fe²⁺，不含F(xiàn)e³⁺；繼續(xù)滴加H₂O₂，紅色逐漸褪去且有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺，反應(yīng)中N、S鹽酸化合價(jià)升高，被氧化，結(jié)合化合價(jià)的變化以及物質(zhì)的性質(zhì)解答該題．

解答 解：（1）取少量溶液于試管中，逐滴加入濃氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始生成白色沉淀，則不含F(xiàn)e³⁺，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，說(shuō)明含有Fe²⁺，發(fā)生反應(yīng)為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，則一定不含CO₃^2-，同時(shí)伴有刺激性氣體放出，應(yīng)為氨氣，說(shuō)明含有Fe²⁺；
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，說(shuō)明含有SO₄^2-，則不含Ba²⁺，所以一定含有的離子是Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺，
故答案為：Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺； 4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）①乙同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取少量溶液于試管中，滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象；再滴加H₂O₂，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色，說(shuō)明含有Fe²⁺，不含F(xiàn)e³⁺；繼續(xù)滴加H₂O₂，紅色逐漸褪去且有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺，反應(yīng)中N、S鹽酸化合價(jià)升高，S元素化合價(jià)有-2價(jià)升高到+6價(jià)，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高到0價(jià)，被氧化，每生成lmol CO₂，有方程式可知生成1molSO₄^2-，0.5mol+N₂，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為1mol×8+0.5mol×2×3=11mol，為11N_A個(gè)，
故答案為：N、S；11；
②由反應(yīng)的先后順序可知過(guò)氧化氫先強(qiáng)氧化Fe²⁺，則Fe²⁺還原性較強(qiáng)，故答案為：＞；
③如乙同學(xué)猜測(cè)正確，則可取少量褪色后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢復(fù)紅色，故答案為：取少量褪色后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢復(fù)紅色，證明乙同學(xué)推斷正確．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子推斷，為高頻考點(diǎn)，常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)，題目難度中等，注意掌握離子反應(yīng)發(fā)生條件，明確常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力．