Question

在探究某补铁剂中铁元素的价态实验中，老师取一片该补铁剂用盐酸溶解，经脱色过滤后，得到250mL近乎无色的溶液，继续加入1滴液溴，振荡，溶液变为黄色．
（1）甲同学认为这不是发生化学反应所致，因Br₂水本就呈棕黄色，使溶液变黄色的物质是Br₂；乙同学认为这是发生化学反应所致，使溶液变黄色的物质是

 

（填粒子的化学式），发生反应的离子方程式为

 

．
（2）现提供以下试剂：A．酸性高锰酸钾溶液 B．氢氧化钠溶液 C．四氧化碳 D．硫氰化钾溶液．请你用两种方法支持乙同学，写出选用的试剂编号及实验中应观察到的现象：

	选用试剂	实验现象
第一种方法
第二种方法

（3）用（2）中所提供的试剂即可验证该补铁剂经脱色后的溶液中含Fe²⁺而不含Fe³⁺．请写出实验步骤和现象．

实验步骤	实验现象

（4）补铁剂中铁元素含量的测定通常使用到双氧水，请写出将双氧水滴入该补铁剂经脱色后的溶液中发生反应的离子方程式

 

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Answer 1

分析：（1）根据铁离子溶液为黄色溶液进行解答，写出亚铁离子被溴单质氧化的离子方程式；
（2）利用Fe³⁺的检验及萃取来进行实验的设计，Fe³⁺遇KSCN溶液变为红色，溴易溶于四氯化碳中，且四氯化碳与水不溶；
（3）根据检验亚铁离子的方法进行证明溶液中含Fe²⁺而不含Fe³⁺；
（4）双氧水具有氧化性，能够氧化亚铁离子，写出亚铁离子与双氧水反应的离子方程式．

解答：解：（1）乙同学认为这是发生化学反应所致，溴单质具有强氧化性，能够将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-，
故答案为：Fe³⁺；2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；
（2）溴易溶于四氯化碳中而不易溶于水中，且四氯化碳与水不溶，根据四氯化碳层颜色判断，如果有机层无色，则说明使溶液呈黄色的物质不是溴；
Fe³⁺遇KSCN溶液变为红色，向溶液中滴加硫氰化钾溶液后，溶液呈红色，则说明使溶液呈黄色的物质是铁离子，
故答案为：

	选用试剂	实验现象
第一种方法	D	溶液由黄色变血红色
第二种方法	C	溶液分层，下层无色

（3）验证该补铁剂经脱色后的溶液中含Fe²⁺而不含Fe³⁺，可以根据检验亚铁离子的方法完成：取少量溶液于试管中，先加几滴硫氰化钾溶液，现象为加硫氰化钾后不变为血红色；振荡后再滴入少量酸性高锰酸钾溶液，溶液变成红色，
故答案为：

实验步骤	实验现象
取少量溶液于试管中，先加几滴硫氰化钾溶液，振荡后再滴入少量酸性高锰酸钾溶液	加硫氰化钾后不变为血红色， 加入高锰酸钾后溶液变红色．

（4）亚铁离子能够被双氧水氧化成铁离子，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．

点评：本题考查铁离子、亚铁离子的检验方法，题目难度中等，涉及了铁离子亚铁离子的检验、实验方案的设计，注意明确物质的性质及特殊物质或离子的颜色，试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的规范严谨的实验设计能力，提高学生的学科素养．