某种物质溶于水后得到的溶液中,含有Fe2+、Fe3+、SO42-、NH4+、Ba2+、CO32-离子中的某几种。
(1)甲同学欲探究溶液的组成,进行了如下实验:①取少量溶液于试管中,逐滴加入浓氢氧化钠溶液,发现开始生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,同时伴有刺激性气体放出;②另取少量溶液于试管中,加入足量盐酸酸化后再滴加氯化钡溶液,有白色沉淀生成。
该溶液中一定含有的离子是
;
写出①中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式
。
(2)乙同学进行如下实验:取少量溶液于试管中,滴加几滴硫氰酸钾溶液,无明显现象;再滴加H2O2,发现溶液变红色;继续滴加H2O2,红色逐渐褪去且有气泡产生。为弄清其中缘由,乙同学查阅资料知:
H2O2+SCN-→SO42-+CO2↑+N2↑+H2O+H+
①该反应中,被氧化的元素为
,每生成lmol CO2转移的电子数为 NA;
②根据乙同学的实验现象,请判断还原性强弱为:Fe2+ SCN-(填<、=或>);
③根据资料,乙同学提出的猜想是:H2O2将SCN-氧化使红色逐渐褪去。请你设计一个实验,验证乙同学的猜想是否正确
。
答案:
(12分,每空2分)1.(1)Fe2+、SO42-、NH4+(少1种扣1分,多写、写错不得分)
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (2)①N、S 11 ② >
③取少量褪色后的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液恢复红色,证明乙同学推断正确
【解析】
试题分析:1.(1)取少量溶液于试管中,逐滴加入浓氢氧化钠溶液,发现开始生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,同时伴有刺激性气体放出,因此根据实验现象可知,白色沉淀是氢氧化亚铁,最终被氧化生成了氢氧化铁,因此原溶液中含有亚铁离子,则一定没有CO32-;产生的刺激性气味的气体是氨气,所以溶液中还含有NH4+;②另取少量溶液于试管中,加入足量盐酸酸化后再滴加氯化钡溶液,有白色沉淀生成,该白色沉淀应该是硫酸钡,所以溶液中含有SO42-,因此一定没有Ba2+,所以该溶液中一定含有的离子是Fe2+、SO42-、NH4+;氢氧化亚铁极易被氧化生成氢氧化铁,反应的方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(2)①根据反应H2O2+SCN-→SO42-+CO2↑+N2↑+H2O+H+可知,双氧水中氧元素的化合价从-1价降低到-2价,得到电子,被还原,双氧水是氧化剂。SCN-中S和N元素的化合价分别从-2价和-3价升高到+6价和0价,所以被氧化的元素是N和S。KSCN是还原剂,所以每生成lmol CO2转移的电子的物质的量=(6+2+0+3)mol=11mol,因此电子个数为11NA。
②取少量溶液于试管中,滴加几滴硫氰酸钾溶液,无明显现象;再滴加H2O2,发现溶液变红色,此时亚铁离子被氧化生成了铁离子,铁离子与KSCN溶液反应显红色;继续滴加H2O2,红色逐渐褪去且有气泡产生,这说明此时KSCN溶液被氧化,所以还原性强弱为:Fe2+>SCN-。
③如果是H2O2将SCN-氧化使红色逐渐褪去,则只需要取少量褪色后的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液恢复红色,即可证明乙同学推断正确。
考点:考查离子检验与共存的判断;氧化还原反应方程式的书写以及判断和计算;实验方案设计与探究