Question

在学习离子共存时，某同学对“Fe³⁺和I^-是否发生氧化还原反应而不能共存”很感兴趣并开展实验：将一定量的KI溶液和Fe₂（SO₄）₃溶液相混合，得到混合液A．
查阅资料可知：
Ⅰ．在酸性条件下，不考虑I₂与水发生反应；Ⅱ．硫酸银能溶解在稀硝酸中．
（1）初次探究：验证反应的存在
①取少量混合液A于试管中，滴加少量稀硫酸得到混合液B
②取少量混合液B，加入适量的CCl₄，振荡后静置，发现溶液分层，下层溶液呈紫红色．据此现象，说明混合液B中肯定含有的金属离子是

 

．
（2）后续研究：分析反应物的剩余情况
①提出合理假设：假设1：

 

．
假设2：KI有剩余
假设3：KI和Fe₂（SO₄）₃均无剩余
②设计实验方案验证假设．请在答题卡上写出实验步骤2、3以及对应预期现象和结论．
限选试剂：稀H₂SO₄、稀HNO₃、0.01mol?L^-1 KMnO₄溶液、20%KSCN溶液、0.01mol?L^-1 AgNO₃溶液、3% H₂O₂溶液、淀粉溶液、紫色石蕊试液．

实验步骤		预期现象和结论
步骤1	将上述混合液B分置于试管1、试管2中．
步骤2	往试管1中滴加   ，观察．
步骤3	往试管2中滴加   ，观察．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）根据下层溶液呈紫红色，说明有碘单质生成，故碘离子被三价铁氧化生成了碘单质，而三价铁被还原成二价铁，还有没有参与反应的钾离子；
（2）①根据KI溶液和Fe₂（SO₄）₃溶液相混合反应，假设反应物剩余，可能有KI溶液剩余或者Fe₂（SO₄）₃溶液剩余来分析；
②确认到底剩余的是KI溶液剩余还是Fe₂（SO₄）₃溶液，只要设计实验检验混合液B中到底含有三价铁还是碘离子即可，检验三价铁可用KSCN溶液，而检验碘离子，用硝酸酸化的硝酸银溶液；

解答： 解：（1）根据下层溶液呈紫红色，说明有碘单质生成，故碘离子被三价铁氧化生成了碘单质，而三价铁被还原成二价铁，再加上还有没有参与反应的钾离子，故答案为：K⁺Fe²⁺；
（2）①根据KI溶液和Fe₂（SO₄）₃溶液相混合反应，假设反应物剩余，可能有KI溶液剩余或者Fe₂（SO₄）₃溶液剩余，故答案为：Fe₂（SO₄）₃溶液剩余；
②确认到底剩余的是KI溶液剩余还是Fe₂（SO₄）₃溶液，只要设计实验检验混合液B中到底含有三价铁还是碘离子即可，检验三价铁可滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明有Fe³⁺，即假设1成立，若溶液不呈红色，说明不含Fe³⁺，即假设2或假设3成立；而检验碘离子，用硝酸酸化的硝酸银溶液，若有黄色沉淀生成，说明含有I^-，即假设2成立：若没有黄色沉淀生成，说明不含 I^-，结合步骤2中的结论（2），即假设3成立；故答案为：

实验步骤		预期现象和结论
步骤1	将上述混合液B分置于试管1、试管2中．
步骤2	往试管1中滴加几滴20%KSCN溶液，观察．	若溶液呈红色，说明有Fe3+，即 假设1成立，若溶液不呈红色，说明不含Fe3+，即假设2或假设3成立；
步骤3	往试管2中滴加少量0.01  mol?L-1AgNO3溶，再加入少量稀硝酸，观察．	若有黄色沉淀生成，说明含有I-，即假设2成立，若没有黄色沉淀生成，说明不含 I-，结合步骤2中的结论，即假设3成立．

点评：本题主要通过实验探究KI溶液和Fe₂（SO₄）₃溶液反应后的产物及其剩余物质的检验，关键在于培养学生在理解实验原理的基础上设计、分析实验的能力，难度一般；