Question

某化学兴趣小组进行“Fe²⁺”与“Fe³⁺”转化实验：向FeCl₂溶液中加入少量KSCN溶液，溶液无明显变化，再加入少量双氧水，溶液变红，继续滴加至过量，发现溶液红色褪去，同时有气泡生成．他们针对此异常现象展开探究，请回答有关问题：
（1）该小组对于产生气体的原因有两种猜测：
猜测一：

 

，
猜测二：红色退去可能是SCN^- 被H₂O₂氧化，同时产生的气体中可能含有氮气、二氧化碳、二氧化硫．
（2）化学小组针对猜测二设计下面的实验来验证气体成分：
试管A中盛放品红溶液，若实验中品红溶液褪色，证明气体中含有

 

；
试管B中的溶液是酸性高锰酸钾溶液，其目的是

 

，预期试管B中的现象是

 

；试管C中盛有澄清石灰水，目的是

 

；试管D和烧杯的作用是

 

．以上实验证明SCN^-能被H₂O₂氧化．请写出该反应的离子方程式：

 

．
（3）根据题目信息及以上实验推断，Fe²⁺ 和SCN^-中还原性较强的是

 

，理由是

 

．
（4）有学生认为SCN^- 的氧化产物可能还有硫酸根离子，请设计一个简单实验证明该假设是否正确．

 

．

Answer 1

分析：（1）亚铁离子可以被过氧化氢氧化为铁离子，过氧化氢在铁离子的催化作用下发生了分解反应生成了氧气和水；
（2）二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫气体，二氧化硫吸收干净后，能使澄清石灰水变浑浊的气体就是二氧化碳，试管D和烧杯的作用是收集氮气，依据题干所给反应物和产物书写离子方程式．
（3）氧化剂优先氧化还原性强的还原剂，向FeCl₂ 和 KSCN溶液中加入少量双氧水，溶液变红，说明双氧水优先和Fe²⁺反应；
（4）硫酸根离子的检验试剂是：先稀盐酸后氯化钡溶液．

解答：解：（1）亚铁离子可以被过氧化氢氧化为铁离子，过氧化氢在铁离子的催化作用下发生了分解反应生成了氧气和水，
故答案为：氯化亚铁被过氧化氢氧化为氯化铁，在氯化铁的催化作用下过氧化氢分解；
（2）二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色；酸性高锰酸钾溶液除尽二氧化硫气体，因此高锰酸钾溶液过量，所以高锰酸钾溶液颜色变浅；二氧化硫吸收干净后，能使澄清石灰水变浑浊的气体就是二氧化碳；试管D和烧杯的作用是收集氮气；以上实验证明SCN^-能被H₂O₂氧化的离子方程式为：9H₂O₂+2SCN^-+2H⁺=2SO₂↑+2CO₂↑+N₂↑+10 H₂O，
故答案为：SO₂；除尽气体中的SO₂，溶液颜色变浅但未褪色；证明气体中还含有CO₂；收集生成的N₂；9H₂O₂+2SCN^-+2H⁺=2SO₂↑+2CO₂↑+N₂↑+10 H₂O；
（3）向FeCl₂ 和 KSCN溶液中加入少量双氧水，溶液变红，说明双氧水优先和Fe²⁺反应，因此还原性较强的是Fe²⁺，
故答案为：Fe²⁺；向FeCl₂ 和 KSCN溶液中加入少量双氧水，溶液变红，说明双氧水优先和Fe²⁺反应；
（4）硫酸根离子的检验方法为：取烧瓶中褪色后的溶液少许，加盐酸酸化后再滴入几滴BaCl₂溶液，溶液变浑浊，证明该反应生成了硫酸根离子，
故答案为：取烧瓶中褪色后的溶液少许，加盐酸酸化后再滴入几滴BaCl₂溶液，溶液变浑浊，证明该反应生成了硫酸根离子．

点评：本题考查亚铁离子的还原性，涉及性质实验方案的确定、二氧化硫和二氧化碳性质的比较，氧化还原反应原理和硫酸根离子的检验，综合性很强，难度中等．