Question

某研究性學(xué)習(xí)小組研究HNO₃的氧化性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在盛有新配制FeS0₄溶液的試管中滴入2滴KSCN溶液，觀察現(xiàn)象，然后再滴人幾滴濃HNO₃，溶液的顏色變紅，但是將紅色溶液放置一會(huì)兒則發(fā)現(xiàn)溶液由紅色突然變?yōu)樗{(lán)色，并產(chǎn)生紅棕色氣體．這一奇 特現(xiàn)象激起了同學(xué)的好奇心與求知欲望，對(duì)此現(xiàn)象設(shè)計(jì)了探究性實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)室粗略配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸亞鐵溶液的方法是：將一定質(zhì)量的綠礬（FeS0₄?7H₂0）置于燒杯中，

 

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（2）提出假設(shè)：
甲同學(xué)認(rèn)為是FeS0₄與HN0₃作用；  乙同學(xué)認(rèn)為是KSCN與HNO₃作用
（3）根據(jù)乙同學(xué)的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證：向濃HN0₃中逐滴加入KSCN溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后溶液慢慢變紅色至深紅色，突然劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，放出紅棕色氣體．繼續(xù)滴入KSCN，溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，最后變成無(wú)色．將產(chǎn)生的氣體通人過(guò)量的Ba（OH）₂溶液，產(chǎn)生渾濁，并剩余一種氣體（該氣體是空氣中的主要成分之一）；向反應(yīng)后的溶液中加入BaC1₂溶液產(chǎn)生白色沉淀．
寫出向濃HNO₃中滴入KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式：

 

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丙同學(xué)認(rèn)為還應(yīng)設(shè)計(jì)K₂S0₄溶液與濃硝酸作用的實(shí)驗(yàn)，他的理由是

 

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（4）延伸探究：丁同學(xué)認(rèn)為SCN^-的性質(zhì)還應(yīng)進(jìn)一步探究，查資料發(fā)現(xiàn)：（SCN）₂是一種“擬鹵素”，與C1₂、Br₂有相似的性質(zhì)．他據(jù)此設(shè)計(jì)了以下方案：向Fe（SCN）₃中分別滴加過(guò)量的氯水、溴水，溶液的紅色均變?yōu)辄S色．請(qǐng)寫出Fe（SCN）₃與氯氣反應(yīng)的離子方程式：

 

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（5）通過(guò)本次探究，可以得出以下結(jié)論：
a、用SCN^-間接檢驗(yàn)Fe²⁺時(shí)加入氧化劑應(yīng)注意

 

（填“少量”、“過(guò)量”）；
b、與SCN^-反應(yīng)使溶液變紅的不一定是Fe³⁺．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸亞鐵溶液時(shí)根據(jù)二價(jià)鐵易被氧化和水解進(jìn)行分析；
（3）依據(jù)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的現(xiàn)象和生成產(chǎn)物的檢驗(yàn)方法和反應(yīng)現(xiàn)象推斷生成物，依據(jù)原子守恒和電荷守恒配平書(shū)寫離子方程式；
（4）加入氯水、溴水溶液的紅色均變?yōu)辄S色，說(shuō)明硫氰酸根離子還原性強(qiáng)于Cl^-、Br^-，根據(jù)氧化還原反應(yīng)書(shū)寫Fe（SCN）₃與氯氣反應(yīng)的離子方程式；
（5）分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，氧化劑過(guò)量會(huì)氧化硫氰酸鐵使紅色褪去，影響檢驗(yàn)離子檢驗(yàn)．

解答： 解：（1）因?yàn)榱蛩醽嗚F溶液中二價(jià)鐵離子易被氧化和水解，所以配置溶液時(shí)即要防氧化又要防水解，故答案為：加入適量的稀硫酸，用玻璃棒攪拌，在加水稀釋到要求的濃度，最后加入少量鐵粉；
（3）往濃HNO₃中逐滴加入KSCN溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后溶液慢慢變紅色至深紅色，突然劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，放出紅棕色氣體為二氧化氮?dú)怏w，而溶液紅色消失變?yōu)闇\綠色，溶液溫度升高；繼續(xù)滴入KSCN溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，最后變?yōu)闊o(wú)色．將產(chǎn)生的氣體通入過(guò)量的Ba（OH）₂溶液，產(chǎn)生渾濁，依據(jù)元素守恒分析判斷氣體為二氧化碳，并剩余一種非極性氣體推斷為氮?dú)猓幌蚍磻?yīng)后的溶液中加入BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀證明生成了硫酸根離子，結(jié)合分析產(chǎn)物書(shū)寫離子方程式為：2SCN^-+22NO₃^-+20H⁺=2SO₄^2-+2CO₂↑+22NO₂↑+N₂↑+10H₂O，
故答案為：2SCN^-+22NO₃^-+20H⁺=2SO₄^2-+2CO₂↑+22NO₂↑+N₂↑+10H₂O；對(duì)照實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證硫酸鉀與濃硝酸是否反應(yīng)）；
（4）向Fe（SCN）₃中分別滴加過(guò)量的氯水．溴水，溶液的紅色均消失變?yōu)辄S色，證明硫氰酸根離子還原性強(qiáng)于Cl^-、Br^-，則氯氣可以將Fe（SCN）₃中的（SCN）₂置換出來(lái)，實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的離子方程式為：2Fe（SCN）₃+3Cl₂═6Cl^-+3（SCN）₂+2Fe³⁺，故答案為：2Fe（SCN）₃+3Cl₂═6Cl^-+3（SCN）₂+2Fe³⁺；
（5）亞鐵離子加入的氧化劑若過(guò)量會(huì)氧化硫氰酸根離子，紅色褪去，干擾離子的檢驗(yàn)，所以加入的氧化劑不能過(guò)量，故答案為：少量．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．