Question

8．某课题小组研究“铁及其化合物性质”时，向 FeSO₄ 溶液中滴加少量KSCN溶液，无明显现象．再滴加H₂O₂溶液时，发现：随着H₂O₂量的增加，溶液先变红，后褪色，并有气泡产生．为弄清楚产生这种异常现象的原因，他们进行了如下探究．
[提出假设]
假设一：产生的气体可能是O₂．
假设二：产生的气体可能是N₂、SO₂、CO₂等气体．
（1 ）请写出H₂O₂氧化FeSO₄的离子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
[实验设计]
为验证假设二是否成立，课题小组设计如下实验来验证气体成分．
所用试剂：H₂O₂溶液、FeCl₂溶液、KSCN 溶液、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水、NaOH溶液等．

请完成下表中的内容：

实验过程和象限	结论
（2）试管A中盛有品红溶液；现象： 品红溶液褪色	证明气体中含有SO2
（2）试管B中现象紫色酸性高锰酸钾溶液颜色不变或变浅 ；试管C中现象现象：澄清石灰水变浑浊	证明气体中含有CO2

[思考与交流]
（4 ）根据题目中所给的信息及实验推断出物质还原性的强弱顺序：Fe²⁺＞SCN^-（填“＞”或“＜”），理由是向FeCl₂和KSCN混合液中加入少量双氧水，溶液先变红，说明双氧水优先氧化Fe²⁺．
（5 ）有同学认为：KSCN 被氧化的产物中可能还含有SO₄^2-，请设计一个简单实验验证．

实验过程	实验现象及结论

Answer 1

分析 （1）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺；
[实验设计]圆底烧瓶中：FeCl ₂ 溶液、KSCN 溶液，分液漏斗中H₂O₂ 溶液滴入圆底烧瓶中作用，A试管检验二氧化硫，B试管氧化二氧化硫，除去二氧化硫，C试管检验二氧化碳存在，用澄清石灰水，D试管防止倒吸，E吸收尾气．
（2）向 FeSO₄溶液中滴加少量KSCN溶液，无明显现象．再滴加 H₂O₂ 溶液时，发现：随着H₂O₂量的增加，溶液先变红，后褪色，并有气泡产生，气泡可能为二氧化硫，用品红检验；
（3）二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化硫能被酸性高锰酸钾氧化，该实验可能产生二氧化碳，所以先用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，再检验二氧化碳；
（4）根据FeCl₂和KSCN混合液中加入少量双氧水的现象分析；
（5）取褪色后的溶液，滴加入适量氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，说明含有SO₄^2-，若无白色沉淀产生，说明没有SO₄^2-；

解答 解：（1）FeSO₄溶液中滴加双氧水，二者发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
[实验设计]
（2）二氧化硫能使品红褪色，二氧化碳不能，FeSO₄溶液中滴加少量KSCN溶液，无明显现象．再滴加 H₂O₂ 溶液时，发现：随着H₂O₂量的增加，溶液先变红，后褪色，并有气泡产生，气泡可能为二氧化硫、二氧化碳，A试管检验二氧化硫，所以试管A中盛有品红溶液，当品红溶液褪色，证明气体中含有SO₂，
故答案为：品红溶液；品红溶液褪色；
（3）二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，酸性高锰酸钾溶液与二氧化硫气体发生氧化还原反应，高锰酸钾被还原为硫酸锰，反应为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，所以当紫色酸性高锰酸钾溶液颜色不变或变浅，说明二氧化硫被吸收，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以试管C中澄清石灰水变浑浊，证明气体中含有CO₂，
故答案为：紫色酸性高锰酸钾溶液颜色不变或变浅；澄清石灰水变浑浊；
（4）铁离子和硫氰根离子反应生成络合物为血红色，向FeCl₂和KSCN混合液中加入少量双氧水，溶液先变红，说明有三价铁离子存在，说明双氧水优先氧化Fe²⁺，
故答案为：＞；向FeCl₂和KSCN混合液中加入少量双氧水，溶液先变红，说明双氧水优先氧化Fe²⁺；
（5）硫酸根离子和钡离子能形成白色沉淀，所以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，说明该反应生成了硫酸根离子，
故答案为：

实验过程	实验现象及结论
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，说明该反应生成了硫酸根离子．

点评 本题通过探究铁及其化合物性质实验，考查学生对实验原理与实验操作的理解、元素化合物性质的灵活应用等，题目难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．