Question

某化學興趣小組進行“Fe²⁺”與“Fe³⁺”轉化實驗：向FeCl₂溶液中加入少量KSCN溶液，溶液無明顯變化，再加入少量雙氧水，溶液變紅，繼續滴加至過量，發現溶液紅色褪去，同時有氣泡生成．他們針對此異常現象展開探究，請回答有關問題：
（1）該小組對于產生氣體的原因有兩種猜測：
猜測一：

 

，
猜測二：紅色退去可能是SCN^- 被H₂O₂氧化，同時產生的氣體中可能含有氮氣、二氧化碳、二氧化硫．
（2）化學小組針對猜測二設計下面的實驗來驗證氣體成分：
試管A中盛放品紅溶液，若實驗中品紅溶液褪色，證明氣體中含有

 

；
試管B中的溶液是酸性高錳酸鉀溶液，其目的是

 

，預期試管B中的現象是

 

；試管C中盛有澄清石灰水，目的是

 

；試管D和燒杯的作用是

 

．以上實驗證明SCN^-能被H₂O₂氧化．請寫出該反應的離子方程式：

 

．
（3）根據題目信息及以上實驗推斷，Fe²⁺ 和SCN^-中還原性較強的是

 

，理由是

 

．
（4）有學生認為SCN^- 的氧化產物可能還有硫酸根離子，請設計一個簡單實驗證明該假設是否正確．

 

．

Answer 1

分析：（1）亞鐵離子可以被過氧化氫氧化為鐵離子，過氧化氫在鐵離子的催化作用下發生了分解反應生成了氧氣和水；
（2）二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，酸性高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫氣體，二氧化硫吸收干凈后，能使澄清石灰水變渾濁的氣體就是二氧化碳，試管D和燒杯的作用是收集氮氣，依據題干所給反應物和產物書寫離子方程式．
（3）氧化劑優先氧化還原性強的還原劑，向FeCl₂ 和 KSCN溶液中加入少量雙氧水，溶液變紅，說明雙氧水優先和Fe²⁺反應；
（4）硫酸根離子的檢驗試劑是：先稀鹽酸后氯化鋇溶液．

解答：解：（1）亞鐵離子可以被過氧化氫氧化為鐵離子，過氧化氫在鐵離子的催化作用下發生了分解反應生成了氧氣和水，
故答案為：氯化亞鐵被過氧化氫氧化為氯化鐵，在氯化鐵的催化作用下過氧化氫分解；
（2）二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色；酸性高錳酸鉀溶液除盡二氧化硫氣體，因此高錳酸鉀溶液過量，所以高錳酸鉀溶液顏色變淺；二氧化硫吸收干凈后，能使澄清石灰水變渾濁的氣體就是二氧化碳；試管D和燒杯的作用是收集氮氣；以上實驗證明SCN^-能被H₂O₂氧化的離子方程式為：9H₂O₂+2SCN^-+2H⁺=2SO₂↑+2CO₂↑+N₂↑+10 H₂O，
故答案為：SO₂；除盡氣體中的SO₂，溶液顏色變淺但未褪色；證明氣體中還含有CO₂；收集生成的N₂；9H₂O₂+2SCN^-+2H⁺=2SO₂↑+2CO₂↑+N₂↑+10 H₂O；
（3）向FeCl₂ 和 KSCN溶液中加入少量雙氧水，溶液變紅，說明雙氧水優先和Fe²⁺反應，因此還原性較強的是Fe²⁺，
故答案為：Fe²⁺；向FeCl₂ 和 KSCN溶液中加入少量雙氧水，溶液變紅，說明雙氧水優先和Fe²⁺反應；
（4）硫酸根離子的檢驗方法為：取燒瓶中褪色后的溶液少許，加鹽酸酸化后再滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁，證明該反應生成了硫酸根離子，
故答案為：取燒瓶中褪色后的溶液少許，加鹽酸酸化后再滴入幾滴BaCl₂溶液，溶液變渾濁，證明該反應生成了硫酸根離子．

點評：本題考查亞鐵離子的還原性，涉及性質實驗方案的確定、二氧化硫和二氧化碳性質的比較，氧化還原反應原理和硫酸根離子的檢驗，綜合性很強，難度中等．