Question

13．分某學(xué)習(xí)小組在研究水處理問(wèn)題時(shí)，將一定量NaClO溶液與FeSO₄溶液相混合，得到含有大量懸浮物的混合液．請(qǐng)完成對(duì)反應(yīng)物剩余情況的探究．
（1）提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：FeSO₄有剩余；
假設(shè)2：NaClO有剩余；
假設(shè)3：NaClO和FeSO₄都無(wú)剩余
（2）樣品初步處理：取少量混合液于試管中，滴加足量稀硫酸得到澄清溶液．此澄清溶液中肯定含有的金屬陽(yáng)離子是Na⁺，F(xiàn)e³⁺

實(shí)驗(yàn)步驟		預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1	將上述澄清溶液分置于A、B試管中．
步驟2
步驟3

（3）設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)．請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．限選實(shí)驗(yàn)試劑：3mol．L^-1 H₂SO₄，0.01mol•L^-1 KMnO₄，20% KSCN、3% H₂O₂，淀粉-KI溶液、紫色石蕊溶液．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)假設(shè)1和假設(shè)2，得到假設(shè)3應(yīng)為二者全部反應(yīng)，溶液中無(wú)NaClO和FeSO₄剩余；
（2）取少量混合液于試管中，滴加足量稀硫酸得到澄清溶液，次氯酸根離子具有氧化性，氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液中陽(yáng)離子一定存在鈉離子和鐵離子；
（3）根據(jù)離子的檢驗(yàn)方法，F(xiàn)e²⁺、ClO^- 的檢驗(yàn)都有幾種方法，根據(jù)給定的試劑和存在的離子情況，要排除干擾選擇實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方案，該題就是存在Fe³⁺離子情況下，檢驗(yàn)Fe²⁺、ClO^-，檢驗(yàn)Fe²⁺常用的方法，①NaOH溶液，②KSCN和氯水 ③酸性KMnO₄溶液；HClO有三個(gè)主要性質(zhì)：弱酸性、不穩(wěn)定性，強(qiáng)氧化性，檢驗(yàn)ClO^-檢驗(yàn)常用的方法有：①檢驗(yàn)其酸性條件下的漂白性②強(qiáng)氧化性；由于Fe³⁺有氧化性的干擾，不能選擇淀粉-KI溶液（2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，ClO^-+2H⁺+2I^-=Cl^-+H₂O+I₂ ），應(yīng)該選擇紫色石蕊溶液檢驗(yàn)其漂白性；

解答 解：（1）對(duì)反應(yīng)物剩余情況的探究，就是要對(duì)反應(yīng)后的溶液中存在的主要離子（Fe²⁺、ClO^- ）檢驗(yàn)，從而完成對(duì)剩余情況的探究，假設(shè)1：FeSO₄有剩余；假設(shè)2：NaClO有剩余；假設(shè)3溶液中無(wú)NaClO和FeSO₄剩余；
故答案為：NaClO和FeSO₄都無(wú)剩余；
（2）取少量混合液于試管中，滴加足量稀硫酸得到澄清溶液，次氯酸根離子具有氧化性，氧化亞鐵離子為鐵離子，溶液中陽(yáng)離子一定存在鈉離子和鐵離子，酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，溶液中一定存在的金屬陽(yáng)離子為Fe³⁺，Na⁺；
故答案為：Fe³⁺，Na⁺；
（3）驗(yàn)證假設(shè)實(shí)驗(yàn)探究是存在Fe³⁺離子情況下，檢驗(yàn)Fe²⁺、ClO^-；
檢驗(yàn)Fe²⁺常用的方法，①NaOH溶液，②KSCN和氯水 ③酸性KMnO₄溶液，試劑中只能用③酸性KMnO₄溶液檢驗(yàn)亞鐵離子的存在；
HClO有三個(gè)主要性質(zhì)：弱酸性、不穩(wěn)定性，強(qiáng)氧化性，檢驗(yàn)ClO^-檢驗(yàn)常用的方法有：①檢驗(yàn)其酸性條件下的漂白性②強(qiáng)氧化性；由于Fe³⁺有氧化性的干擾，不能選擇淀粉-KI溶液．（2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，ClO^-+2H⁺+2I^-=Cl^-+H₂O+I₂ ），選擇紫色石蕊溶液檢驗(yàn)其漂白性；
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟和現(xiàn)象為：
步驟2、向A試管中滴加1-2滴0.01mol/L的高錳酸鉀溶液，
現(xiàn)象和結(jié)論：（1）若溶液紫紅色褪去，則假設(shè)1正確，
（2）若溶液呈紫紅色，則假設(shè)2或假設(shè)3正確
步驟3、向B試管中滴加1-2滴石蕊試液，
現(xiàn)象和結(jié)論：（1）若溶液先變紅色后褪色，則假設(shè)2正確，
（2）若石蕊試液變紅色后不褪色，結(jié)合步驟2中的（2）則假設(shè)3正確；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟		預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1	將上述澄清溶液分置于A、B試管中．
步驟2	向A試管中滴加1-2滴0.01mol/L的高錳酸鉀溶液	（1）若溶液紫紅色褪去，則假設(shè)1正確，   （2）若溶液呈紫紅色，則假設(shè)2或假設(shè)3正確
步驟3	向B試管中滴加1-2滴石蕊試液	（1）若溶液先變紅色后褪色，則假設(shè)2正確，     （2）若石蕊試液變紅色后不褪色，結(jié)合步驟2中的（2）則假設(shè)3正確；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究，化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，要解答好化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題，學(xué)生必需要有扎實(shí)的基礎(chǔ)和一定實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)要熟悉解題的思路，才能得心應(yīng)手，題目難度中等．