Question

17．某种盐溶解后得到的溶液中，可能含有Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Ba²⁺、CO₃^2-离子中的某几种．
（1）甲同学做如下实验：①取少量溶液于试管中，逐滴加入浓氢氧化钠溶液，发现先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，并有刺激性气体生成；②另取少量溶液于试管中，加入少量盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成．
该溶液中一定含有的离子是Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺；写出①中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．
（2）乙同学做如下实验：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，他查阅资料知：H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺（SCN^-中S为-2价）
①该反应中，被氧化的元素为N、S，每生成lmol CO₂转移的电子数为11 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．

Answer 1

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，则不含Fe³⁺，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，说明含有Fe²⁺，则一定不含CO₃^2-，同时伴有刺激性气体放出，应为氨气，说明含有Fe²⁺；
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，说明含有SO₄^2-，则不含Ba²⁺；
（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，说明含有Fe²⁺，不含Fe³⁺；继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去且有气泡产生，发生H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺，反应中N、S盐酸化合价升高，被氧化，结合化合价的变化以及物质的性质解答该题．

解答 解：（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，则不含Fe³⁺，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，说明含有Fe²⁺，发生反应为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，则一定不含CO₃^2-，同时伴有刺激性气体放出，应为氨气，说明含有Fe²⁺；
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，说明含有SO₄^2-，则不含Ba²⁺，所以一定含有的离子是Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺，
故答案为：Fe²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺； 4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）①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，说明含有Fe²⁺，不含Fe³⁺；继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去且有气泡产生，发生H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺，反应中N、S盐酸化合价升高，S元素化合价有-2价升高到+6价，N元素化合价由-3价升高到0价，被氧化，每生成lmol CO₂，有方程式可知生成1molSO₄^2-，0.5mol+N₂，转移的电子的物质的量为1mol×8+0.5mol×2×3=11mol，为11N_A个，
故答案为：N、S；11；
②由反应的先后顺序可知过氧化氢先氧化Fe²⁺，则Fe²⁺还原性较强，
故答案为：＞；
③若乙同学猜测正确，则褪色后的溶液于中滴加KSCN溶液，溶液会恢复红色，所以验证方法为：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，
故答案为：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．

点评 本题考查了常见离子的性质及检验方法，为高频考点，题目难度中等，注意掌握离子反应发生条件，明确常见离子的检验方法，试题培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．