Question

【題目】某小組同學利用鋁和氧化鐵發(fā)生鋁熱反應后得到的固體進行如下實驗．
（1）鋁和氧化鐵反應的化學方程式是 ．
（2）固體成分的初步確定．

實驗序號	操作及現(xiàn)象
ⅰ	取少量固體樣品，加入過量稀鹽酸，固體溶解，產(chǎn)生無色氣體（經(jīng)檢驗為H2），溶液呈淺黃色
ⅱ	向ⅰ中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈淺紅色，再加入H2O2溶液至過量，產(chǎn)生無色氣體（經(jīng)檢驗為O2），溶液變?yōu)樯罴t色，且紅色很快褪去

①由上述實驗可知：溶液中Fe元素的存在形式有
②ⅰ中產(chǎn)生H2的原因是樣品中除含F(xiàn)e外，可能有未反應的Al，為檢驗樣品中是否含Al單質(zhì)，設計了相關實驗，依據(jù)的原理是（用離子方程式表示）
③生成O2的化學方程式是
進一步的實驗表明，上述固體樣品中Fe元素的存在形式有：Fe、Fe2O3、Fe3O4 ．
（3）該小組同學對ⅱ中溶液紅色褪去的原因做進一步探究．

實驗序號	操作、現(xiàn)象
ⅲ	將ⅱ中剩余溶液均分為兩份，一份滴加NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀； 另一份滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，加入鹽酸，沉淀不溶解
ⅳ	取2mL 0.1mol/L FeCl3溶液，滴入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，通入一段時間O2 ， 無明顯變化．再加入H2O2溶液，紅色很快褪去

提示：KSCN中S元素的化合價為﹣2價
①實驗ⅲ中白色沉淀的化學式是
②結合實驗ⅲ和ⅳ分析，實驗ⅱ中紅色褪去的原因是
③查閱資料得知：Cl﹣對溶液紅色褪去的反應有催化作用，驗證該說法應補充的實驗和現(xiàn)象是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
（2）Fe2+、Fe3+；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2H2O2 2H2O+O2↑
（3）BaSO4；溶液中SCN﹣離子被H2O2氧化，溶液紅色褪去；分別取2mL0.1mol/LFeCl3溶液和2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，分別滴入KSCN溶液，溶液均變?yōu)榧t色；再分別加入等濃度等體積的H2O2溶液，F(xiàn)eCl3溶液褪色快（或取0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，滴入KSCN溶液，溶液變紅色，將紅色溶液分為2份，1份加入NaCl固體，另一份不變，向這兩份溶液中均加入等濃度等體積的H2O2溶液，加入NaCl的溶液紅色迅速褪色）
【解析】解：（1）Al與氧化鐵在高溫下發(fā)生鋁熱反應生成氧化鋁和鐵，反應的化學方程式為：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，所以答案是：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；（2）①向ⅰ中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈淺紅色，說明溶液中含有Fe3+ ， 再加入H2O2溶液至過量，產(chǎn)生無色氣體（經(jīng)檢驗為O2），溶液變?yōu)樯罴t色，說明溶液加入雙氧水后溶液中鐵離子濃度增大，則原溶液中含有Fe2+ ，
所以答案是：Fe2+、Fe3+；②金屬鋁能夠與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，改寫成離子方程式為：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，而鐵不與氫氧化鈉溶液反應，據(jù)此可以檢驗是否含有Al，
所以答案是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；③雙氧水在鐵離子作催化劑條件下分解生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H2O2 2H2O+O2↑，
所以答案是：2H2O2 2H2O+O2↑；（3）實驗ⅱ中溶液紅色褪去的原因必然是Fe3+或SCN﹣被消耗所致，實驗ⅲ首先驗證實驗ⅱ剩余的溶液中存在鐵離子，然后證明溶液中存在硫酸根離子，從而證明SCN﹣被氧化；實驗ⅳ證明氧化SCN﹣的是雙氧水，而不是氧氣，①加入氯化鋇溶液后生成不溶于鹽酸的白色沉淀為BaSO4 ，
所以答案是：BaSO4；②溶液中存在平衡：Fe3++3SCN﹣Fe（SCN）3 ， 加入雙氧水后SCN﹣被氧化，SCN﹣的濃度減小，平衡向著逆向移動，所以溶液紅色褪去，
所以答案是：溶液中SCN﹣離子被H2O2氧化，溶液紅色褪去；③將實驗ⅳ中2mL 0.1mol/L FeCl3溶液改為2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，重復該實驗，現(xiàn)象為：加入雙氧水溶液后，紅色過一段時間褪去（或緩慢褪去），具體操作方法及現(xiàn)象為：分別取2mL 0.1mol/L FeCl3溶液和2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，分別滴入KSCN溶液，溶液均變?yōu)榧t色；再分別加入等濃度等體積的H2O2溶液，F(xiàn)eCl3溶液褪色快（或取0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，滴入KSCN溶液，溶液變紅色，將紅色溶液分為2份，1份加入NaCl固體，另一份不變，向這兩份溶液中均加入等濃度等體積的H2O2溶液，加入NaCl的溶液紅色迅速褪色），
所以答案是：分別取2mL0.1mol/LFeCl3溶液和2mL 0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，分別滴入KSCN溶液，溶液均變?yōu)榧t色；再分別加入等濃度等體積的H2O2溶液，F(xiàn)eCl3溶液褪色快（或取0.05mol/L Fe2（SO4）3溶液，滴入KSCN溶液，溶液變紅色，將紅色溶液分為2份，1份加入NaCl固體，另一份不變，向這兩份溶液中均加入等濃度等體積的H2O2溶液，加入NaCl的溶液紅色迅速褪色）．