Question

17．如图所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将乙针筒内的物质压到甲针筒内，进行下表所列的不同实验．试回答下列问题：

实验序号	甲针筒内物质	乙针筒内物质	甲针筒的现象
1	10mL FeSO4溶液	10mLNH3	生成白色沉淀，后变色
2	5mL1mol/L FeCl3溶液	1mL1mol/L KSCN溶液
3	10mL1mol/LAlCl3溶液	1mol/L NaOH
4	10mL2mol/LKAl（SO4）2溶液	1mol/LBa（OH）2溶液

（1）实验1中，沉淀最终变为红褐色，写出沉淀变色的化学方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（2）实验2甲针筒内的现象是：溶液变血红．
（3）实验3中，甲针筒内开始时的现象是：白色沉淀；若甲针筒内产生的沉淀的质量为0.39g，则则需向甲针筒内注入该NaOH溶液15 mL或35mL．
（4）实验4中，若持续向甲针筒内注入1mol/LBa（OH）₂溶液，当生成沉淀的物质的量最大时，沉淀成分为BaSO₄和Al（OH）₃．（填化学式，下同）．当生成沉淀的质量最大时，沉淀成分为BaSO₄．

Answer 1

分析 （1）NH₃与FeSO₄溶液的水反应生成氨水，氨水电离出OH^-与FeSO₄溶液的+2价的铁离子反应生成Fe（OH）₂，Fe（OH）₂被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁；
（2）FeCl₃溶液与KSCN溶液反应，溶液变红色；
（3）AlCl₃溶液中加入NaOH溶液，开始时生成氢氧化铝沉淀，当氢氧化钠过量时沉淀又逐渐减少，最后沉淀完全消失；10mL 1mol/L的AlCl₃溶液中氯化铝的物质的量=0.01L×1mol/L=0.01mol，若Al元素都转化为氢氧化铝沉淀，则氢氧化铝沉淀的质量=0.01mol×78g/mol=0.78g＞0.39g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，结合方程式计算消耗氢氧化钠物质的量，进而计算需要氢氧化钠溶液体积；
（4）向KAl（SO₄）₂加Ba（OH）₂溶液，开始发生反应SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=A1（OH）₃↓，Al³⁺完全沉淀，再继续滴加Ba（OH）₂溶液，发生反应A1（OH）₃+OH^-=A1O₂^-+2H₂O，SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓．

解答 解：（1）氨气溶于水，发生反应：NH₃+H₂O?NH₃•H₂O，FeSO₄+2NH₃•H₂O═Fe（OH）₂↓+（NH₄）₂SO₄，Fe（OH）₂为白色沉淀，在空气中易被空气中的氧气氧化，发生反应：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，Fe（OH）₃为红褐色，
故答案为：红褐；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）FeCl₃溶液与KSCN溶液反应，溶液变红色，所以实验2甲针筒内的现象是溶液变血红；
故答案为：溶液变血红；
（3）AlCl₃溶液中加入NaOH溶液，开始时生成氢氧化铝白色沉淀，当氢氧化钠过量时沉淀又逐渐减少，最后沉淀完全消失；
10mL 1mol/L的AlCl₃溶液中氯化铝的物质的量=0.01L×1mol/L=0.01mol，若Al元素都转化为氢氧化铝沉淀，则氢氧化铝沉淀的质量=0.01mol×78g/mol=0.78g＞0.26g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
n（Al（OH）₃）=$\frac{0.39g}{78g/mol}$=0.005mol，
①若碱不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，
NaOH的物质的量为0.005mol×3=0.015mol，
加入NaOH溶液的体积为$\frac{0.015mol}{1mol/L}$=0.015L=15mL；
②沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，则：
Al³⁺+3 OH^-═Al（OH）₃↓
0.01mol    0.03mol     0.01mol
Al（OH）₃ +OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.01-0.005）mol （0.01-0.005）mol
则消耗的碱的物质的量为0.03mol+（0.01-0.005）mol=0.035mol，
加入NaOH溶液的体积为$\frac{0.035mol}{1mol/L}$=0.035L=35mL；
故答案为：白色沉淀；15；35；
（4）向KAl（SO₄）₂加Ba（OH）₂溶液，开始发生反应SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=A1（OH）₃↓，Al³⁺完全沉淀，此时生成的沉淀的物质的量最大，则生成沉淀的物质的量最大时，沉淀成分为BaSO₄和Al（OH）₃；继续滴加Ba（OH）₂溶液，发生反应A1（OH）₃+OH^-=A1O₂^-+2H₂O，SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，A1（OH）₃减少，BaSO₄增加，当硫酸根离子完全沉淀为BaSO₄时，Al（OH）₃完全溶解，此时生成沉淀的质量最大，沉淀成分为BaSO₄；
故答案为：BaSO₄和Al（OH）₃；BaSO₄．

点评 本题考查铁的化合物的性质、离子检验、离子方程式的有关计算等，难度中等，注意把握过量计算的方法以及常见元素化合物之间的反应，侧重于考查学生的计算能力和对基础知识的综合应用能力．