Question

【题目】某小组同学利用铝和氧化铁发生铝热反应后得到的固体进行如下实验．
（1）铝和氧化铁反应的化学方程式是 ．
（2）固体成分的初步确定．

实验序号	操作及现象
ⅰ	取少量固体样品，加入过量稀盐酸，固体溶解，产生无色气体（经检验为H2），溶液呈浅黄色
ⅱ	向ⅰ中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈浅红色，再加入H2O2溶液至过量，产生无色气体（经检验为O2），溶液变为深红色，且红色很快褪去

①由上述实验可知：溶液中Fe元素的存在形式有
②ⅰ中产生H2的原因是样品中除含Fe外，可能有未反应的Al，为检验样品中是否含Al单质，设计了相关实验，依据的原理是（用离子方程式表示）
③生成O2的化学方程式是
进一步的实验表明，上述固体样品中Fe元素的存在形式有：Fe、Fe2O3、Fe3O4 ．
（3）该小组同学对ⅱ中溶液红色褪去的原因做进一步探究．

实验序号	操作、现象
ⅲ	将ⅱ中剩余溶液均分为两份，一份滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀； 另一份滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀不溶解
ⅳ	取2mL 0.1mol/L FeCl3溶液，滴入KSCN溶液，溶液变为红色，通入一段时间O2 ， 无明显变化．再加入H2O2溶液，红色很快褪去

提示：KSCN中S元素的化合价为﹣2价
①实验ⅲ中白色沉淀的化学式是
②结合实验ⅲ和ⅳ分析，实验ⅱ中红色褪去的原因是
③查阅资料得知：Cl﹣对溶液红色褪去的反应有催化作用，验证该说法应补充的实验和现象是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
（2）Fe2+、Fe3+；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2H2O2 2H2O+O2↑
（3）BaSO4；溶液中SCN﹣离子被H2O2氧化，溶液红色褪去；分别取2mL0.1mol/LFeCl3溶液和2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，分别滴入KSCN溶液，溶液均变为红色；再分别加入等浓度等体积的H2O2溶液，FeCl3溶液褪色快（或取0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，滴入KSCN溶液，溶液变红色，将红色溶液分为2份，1份加入NaCl固体，另一份不变，向这两份溶液中均加入等浓度等体积的H2O2溶液，加入NaCl的溶液红色迅速褪色）
【解析】解：（1）Al与氧化铁在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，所以答案是：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；（2）①向ⅰ中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈浅红色，说明溶液中含有Fe3+ ， 再加入H2O2溶液至过量，产生无色气体（经检验为O2），溶液变为深红色，说明溶液加入双氧水后溶液中铁离子浓度增大，则原溶液中含有Fe2+ ，
所以答案是：Fe2+、Fe3+；②金属铝能够与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，改写成离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，而铁不与氢氧化钠溶液反应，据此可以检验是否含有Al，
所以答案是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；③双氧水在铁离子作催化剂条件下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑，
所以答案是：2H2O2 2H2O+O2↑；（3）实验ⅱ中溶液红色褪去的原因必然是Fe3+或SCN﹣被消耗所致，实验ⅲ首先验证实验ⅱ剩余的溶液中存在铁离子，然后证明溶液中存在硫酸根离子，从而证明SCN﹣被氧化；实验ⅳ证明氧化SCN﹣的是双氧水，而不是氧气，①加入氯化钡溶液后生成不溶于盐酸的白色沉淀为BaSO4 ，
所以答案是：BaSO4；②溶液中存在平衡：Fe3++3SCN﹣Fe（SCN）3 ， 加入双氧水后SCN﹣被氧化，SCN﹣的浓度减小，平衡向着逆向移动，所以溶液红色褪去，
所以答案是：溶液中SCN﹣离子被H2O2氧化，溶液红色褪去；③将实验ⅳ中2mL 0.1mol/L FeCl3溶液改为2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，重复该实验，现象为：加入双氧水溶液后，红色过一段时间褪去（或缓慢褪去），具体操作方法及现象为：分别取2mL 0.1mol/L FeCl3溶液和2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，分别滴入KSCN溶液，溶液均变为红色；再分别加入等浓度等体积的H2O2溶液，FeCl3溶液褪色快（或取0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，滴入KSCN溶液，溶液变红色，将红色溶液分为2份，1份加入NaCl固体，另一份不变，向这两份溶液中均加入等浓度等体积的H2O2溶液，加入NaCl的溶液红色迅速褪色），
所以答案是：分别取2mL0.1mol/LFeCl3溶液和2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，分别滴入KSCN溶液，溶液均变为红色；再分别加入等浓度等体积的H2O2溶液，FeCl3溶液褪色快（或取0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，滴入KSCN溶液，溶液变红色，将红色溶液分为2份，1份加入NaCl固体，另一份不变，向这两份溶液中均加入等浓度等体积的H2O2溶液，加入NaCl的溶液红色迅速褪色）．