Question

【題目】某研究小組同學欲探究某袋敞口放置一段時間的名為“硫酸亞鐵家庭園藝精品肥料”的化肥的主要成分及相關性質。首先對該化肥的成分進行了如下假設：

a．只含有FeSO4

b．含有FeSO4和Fe2(SO4)3

c．只含有Fe2(SO4)3

將化肥固體粉末溶于水中得到溶液(記為X)，進行如下實驗：

實驗序號	操作	現象
ⅰ	取2 mL溶液X，加入1 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液	產生紅褐色沉淀
ⅱ	取2 mL溶液X，加入1滴KSCN	溶液顯紅色

（1）請用文字表述做出假設b的依據是__________________________。

（2）對實驗ⅰ的預期現象是產生白色沉淀、變為灰綠色、最后出現紅褐色沉淀，預期產生該現象的依據是(用化學方程式或離子方程式表達)_____、_____。

（3）由實驗ⅱ得出的結論是____________。結合實驗ⅰ、ⅱ，推測實驗ⅰ實際現象與預期現象不符的原因可能是_____________________________。為進一步驗證假設，小組同學進行了以下實驗：

實驗序號	操作	現象
ⅲ	取2 mL溶液X，加入1滴KSCN，再加入1 mL水	溶液顯紅色
ⅳ	取2 mL溶液X，加入1滴KSCN，再加入1 mL氯水	溶液顯紅色，顏色比ⅲ深

（4）實驗ⅳ中氯水參加反應的離子方程式是_______________________。

（5）通過以上實驗，可得到的結論是_____________________________，請完整表達該結論是如何得出的_______________________________。

Answer 1

【答案】FeSO4具有還原性，露置在空氣中，容易被氧氣氧化為Fe2(SO4)3 化肥中肯定有Fe2(SO4)3(假設a不成立) 溶液中存在Fe3＋，遇NaOH產生紅褐色沉淀，因此看不到Fe2＋與NaOH反應生成沉淀的顏色變化(現象被遮蓋等)或Fe2＋已全部被氧化為Fe3＋，溶液中無Fe2＋，因此看不到預期現象 化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假設b成立) 實驗ⅲ證明了溶液中有Fe3+；實驗ⅳ中加入氯水后溶液顏色變深，說明Fe3+增加，證明原溶液中有Fe2+，所以溶液中既有Fe3+，也有Fe2+，即假設b成立

【解析】

(1)FeSO4具有還原性，易被氧氣氧化為Fe2(SO4)，據此分析；

(2)根據白色沉淀、變為灰綠色、最后出現紅褐色沉淀的現象可推斷出該反應為氫氧化亞鐵轉化為氫氧化鐵的反應，據此解答；

(3)滴加KSCN溶液顯紅色，可推斷含有Fe2(SO4)3；實驗ⅰ實際現象與預期現象不符的原因可能為溶液中的Fe3＋遇NaOH產生紅褐色沉淀，紅褐色沉淀遮蓋了白色的氫氧化亞鐵沉淀，也可能為Fe2＋已全部被氧化為Fe3＋，溶液中無Fe2＋，因此看不到預期現象，據此解答；

(4)氯水中氯氣氧化了亞鐵離子，據此寫出離子反應式；

(5) 由實驗現象可推知化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假設b成立)；實驗ⅳ：溶液X中加入1滴KSCN，再加入1 mL氯水，顏色比ⅲ深，說明含有Fe2+，且Fe2+被氯水氧化為Fe3+,實驗ⅲ，溶液X，加入1滴KSCN，再加入1 mL水，溶液顯紅色，說明含有Fe3+，綜合實驗ⅲ、ⅳ得出結論;

(1)做出假設b的依據是FeSO4具有還原性，露置在空氣中，容易被氧氣氧化為Fe2(SO4)3；

故答案為：FeSO4具有還原性，露置在空氣中，容易被氧氣氧化為Fe2(SO4)3；

(2)根據實驗ⅰ的預期現象，白色沉淀、變為灰綠色、最后出現紅褐色沉淀可知相應的方程式為，；

故答案為：；；

(3) 由實驗ⅱ的現象溶液變紅色可得出的結論，化肥中肯定有Fe2(SO4)3(假設a不成立); 根據實驗現象，推測實驗ⅰ實際現象與預期現象不符的原因可能為溶液中存在Fe3＋，遇NaOH產生紅褐色沉淀，因此看不到Fe2＋與NaOH反應生成沉淀的顏色變化(現象被遮蓋等)或已全部被氧化為Fe3＋，溶液中無Fe2＋，因此看不到預期現象；

故答案為：化肥中肯定有Fe2(SO4)3(假設a不成立)；溶液中存在Fe3＋，遇NaOH產生紅褐色沉淀，因此看不到Fe2＋與NaOH反應生成沉淀的顏色變化(現象被遮蓋等)或Fe2＋已全部被氧化為Fe3＋，溶液中無Fe2＋，因此看不到預期現象；

(4) 實驗ⅳ中氯水參加反應的離子方程式是；

故答案為：；

(5) 由實驗現象可推知化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假設b成立)；實驗ⅲ證明了溶液中有Fe3+；實驗ⅳ中加入氯水后溶液顏色變深，說明Fe3+增加，證明原溶液中有Fe2+，所以溶液中既有Fe3+，也有Fe2+，即假設b成立；

故答案為：化肥成分含有FeSO4和Fe2(SO4)3(假設b成立)；實驗ⅲ證明了溶液中有Fe3+；實驗ⅳ中加入氯水后溶液顏色變深，說明增加，證明原溶液中有Fe2+，所以溶液中既有，也有Fe2+，即假設b成立；