Question

17．如圖所示，將甲、乙兩個(gè)裝有不同物質(zhì)的針筒用導(dǎo)管連接起來，將乙針筒內(nèi)的物質(zhì)壓到甲針筒內(nèi)，進(jìn)行下表所列的不同實(shí)驗(yàn)．試回答下列問題：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	甲針筒內(nèi)物質(zhì)	乙針筒內(nèi)物質(zhì)	甲針筒的現(xiàn)象
1	10mL FeSO4溶液	10mLNH3	生成白色沉淀，后變色
2	5mL1mol/L FeCl3溶液	1mL1mol/L KSCN溶液
3	10mL1mol/LAlCl3溶液	1mol/L NaOH
4	10mL2mol/LKAl（SO4）2溶液	1mol/LBa（OH）2溶液

（1）實(shí)驗(yàn)1中，沉淀最終變?yōu)榧t褐色，寫出沉淀變色的化學(xué)方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（2）實(shí)驗(yàn)2甲針筒內(nèi)的現(xiàn)象是：溶液變血紅．
（3）實(shí)驗(yàn)3中，甲針筒內(nèi)開始時(shí)的現(xiàn)象是：白色沉淀；若甲針筒內(nèi)產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量為0.39g，則則需向甲針筒內(nèi)注入該NaOH溶液15 mL或35mL．
（4）實(shí)驗(yàn)4中，若持續(xù)向甲針筒內(nèi)注入1mol/LBa（OH）₂溶液，當(dāng)生成沉淀的物質(zhì)的量最大時(shí)，沉淀成分為BaSO₄和Al（OH）₃．（填化學(xué)式，下同）．當(dāng)生成沉淀的質(zhì)量最大時(shí)，沉淀成分為BaSO₄．

Answer 1

分析 （1）NH₃與FeSO₄溶液的水反應(yīng)生成氨水，氨水電離出OH^-與FeSO₄溶液的+2價(jià)的鐵離子反應(yīng)生成Fe（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵；
（2）FeCl₃溶液與KSCN溶液反應(yīng)，溶液變紅色；
（3）AlCl₃溶液中加入NaOH溶液，開始時(shí)生成氫氧化鋁沉淀，當(dāng)氫氧化鈉過量時(shí)沉淀又逐漸減少，最后沉淀完全消失；10mL 1mol/L的AlCl₃溶液中氯化鋁的物質(zhì)的量=0.01L×1mol/L=0.01mol，若Al元素都轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，則氫氧化鋁沉淀的質(zhì)量=0.01mol×78g/mol=0.78g＞0.39g，說明有兩種情況：一為沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一種情況為沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，結(jié)合方程式計(jì)算消耗氫氧化鈉物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算需要?dú)溲趸�鈉溶液體積；
（4）向KAl（SO₄）₂加Ba（OH）₂溶液，開始發(fā)生反應(yīng)SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=A1（OH）₃↓，Al³⁺完全沉淀，再繼續(xù)滴加Ba（OH）₂溶液，發(fā)生反應(yīng)A1（OH）₃+OH^-=A1O₂^-+2H₂O，SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓．

解答 解：（1）氨氣溶于水，發(fā)生反應(yīng)：NH₃+H₂O?NH₃•H₂O，F(xiàn)eSO₄+2NH₃•H₂O═Fe（OH）₂↓+（NH₄）₂SO₄，F(xiàn)e（OH）₂為白色沉淀，在空氣中易被空氣中的氧氣氧化，發(fā)生反應(yīng)：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，F(xiàn)e（OH）₃為紅褐色，
故答案為：紅褐；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）FeCl₃溶液與KSCN溶液反應(yīng)，溶液變紅色，所以實(shí)驗(yàn)2甲針筒內(nèi)的現(xiàn)象是溶液變血紅；
故答案為：溶液變血紅；
（3）AlCl₃溶液中加入NaOH溶液，開始時(shí)生成氫氧化鋁白色沉淀，當(dāng)氫氧化鈉過量時(shí)沉淀又逐漸減少，最后沉淀完全消失；
10mL 1mol/L的AlCl₃溶液中氯化鋁的物質(zhì)的量=0.01L×1mol/L=0.01mol，若Al元素都轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，則氫氧化鋁沉淀的質(zhì)量=0.01mol×78g/mol=0.78g＞0.26g，說明有兩種情況：一為沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一種情況為沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
n（Al（OH）₃）=$\frac{0.39g}{78g/mol}$=0.005mol，
①若堿不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，
NaOH的物質(zhì)的量為0.005mol×3=0.015mol，
加入NaOH溶液的體積為$\frac{0.015mol}{1mol/L}$=0.015L=15mL；
②沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，則：
Al³⁺+3 OH^-═Al（OH）₃↓
0.01mol    0.03mol     0.01mol
Al（OH）₃ +OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.01-0.005）mol （0.01-0.005）mol
則消耗的堿的物質(zhì)的量為0.03mol+（0.01-0.005）mol=0.035mol，
加入NaOH溶液的體積為$\frac{0.035mol}{1mol/L}$=0.035L=35mL；
故答案為：白色沉淀；15；35；
（4）向KAl（SO₄）₂加Ba（OH）₂溶液，開始發(fā)生反應(yīng)SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，Al³⁺+3OH^-=A1（OH）₃↓，Al³⁺完全沉淀，此時(shí)生成的沉淀的物質(zhì)的量最大，則生成沉淀的物質(zhì)的量最大時(shí)，沉淀成分為BaSO₄和Al（OH）₃；繼續(xù)滴加Ba（OH）₂溶液，發(fā)生反應(yīng)A1（OH）₃+OH^-=A1O₂^-+2H₂O，SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，A1（OH）₃減少，BaSO₄增加，當(dāng)硫酸根離子完全沉淀為BaSO₄時(shí)，Al（OH）₃完全溶解，此時(shí)生成沉淀的質(zhì)量最大，沉淀成分為BaSO₄；
故答案為：BaSO₄和Al（OH）₃；BaSO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鐵的化合物的性質(zhì)、離子檢驗(yàn)、離子方程式的有關(guān)計(jì)算等，難度中等，注意把握過量計(jì)算的方法以及常見元素化合物之間的反應(yīng)，側(cè)重于考查學(xué)生的計(jì)算能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．