Question

Ⅰ．某化學興趣小組探究飽和氯水與石灰石的反應，并制取較濃的HClO溶液和對所得溶液中的部分陰離子進行檢驗．

	實驗操作	實驗現象
步驟1	在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水，充分反應，過濾，將濾液分為若干份．	有少量氣泡產生，溶液的黃綠色褪去．
步驟2	將第一份濾液與稀鹽酸混合．	產生大量氣泡．
步驟3	將第二份濾液加熱．	溶液變渾濁，且有大量無色氣體產生．

（1）用平衡移動的觀點解釋石灰石溶解氯水的原因______．
（2）步驟2、步驟3的實驗目的都是______，為達到該實驗目的，還可以采取的方法是______．
（3）請你設計-個簡單的實驗方案，證明步驟1所得濾液中的HClO濃度比飽和氯水中HClO濃度大：______．
Ⅱ．摩爾鹽[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]在空氣中比一般亞鐵鹽穩定，是化學分析中常用的還原劑．某研究性學習小組按以下步驟制取摩爾鹽：
①用30%的NaOH溶液和廢鐵屑混合、煮沸、冷卻、分離；
②用①處理過的鐵屑和稀H₂SO₄反應制取FeSO₄；
③將②制得的FeSO₄溶液與[（NH₄）₂SO₄溶液混合，結晶得到摩爾鹽．
試回答下列問題：
（1）如何從溶液中分解出摩爾鹽？
（2）如何設計一個簡單的實驗證明得到的產品中有Fe²⁺？
（3）為了確定產品中亞鐵離子的含量，某研究小組用KMnO₄酸性溶液進行滴定，請寫出該反應的離子方程式：______．
（4）現有等濃度的①（NH₄）₂CO₃�、冢∟H₄）₂SO₄�、郏∟H₄）₂Fe（SO₄）₂溶液，其中c（NH₄⁺）由大到小的順序是：______（填序號）．

Answer 1

解：Ⅰ．（1）石灰石水存在溶解平衡：CaCO₃（S）=Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），氯水中存在平衡：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，加入到氯水中又有發生：2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑，H^+-的濃度減少，平衡正向移動，
故答案為：將石灰石放在水中有CaCO₃（S）=Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq）平衡存在，氯水中存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO平衡，加入到氯水中又有2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑發生，H^+-的濃度減少，平衡正向移動，石灰石溶解了氯水；
（2）因為碳酸鈣是過量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣，溶液中存在HCO₃^-，加入鹽酸生成二氧化碳氣體，加熱時碳酸氫鈣分解生成CaCO₃和CO₂，加入NaOH有碳酸鈣沉淀生成，
故答案為：檢驗HCO₃^-離子；另取一份濾液，加入NaOH溶液，觀察有無沉淀產生；
（3）HClO的濃度越大，漂白效果會越好，可同時將濾液和飽和氯水滴在有色布條上，比較有色布條褪色的快慢，
故答案為：同時將濾液和飽和氯水滴在有色布條上，比較有色布條褪色的快慢；
Ⅱ．（1）將溶液加熱濃縮，然后冷卻結晶過濾，可得摩爾，故答案為：小心加熱濃縮溶液，然后冷卻結晶過濾；
（2）將少許所得晶體放入KSCN溶液不變色，說明沒有Fe³⁺，再向溶液中加入氯水后變成血紅色，則含有Fe²⁺，
故答案為：將少許所得晶體放入KSCN溶液不變色，再向溶液中加入氯水后變成血紅色；
（3）亞鐵離子和KMnO₄酸性溶液反應得到Fe³⁺，Mn²⁺，MnO₄^-中錳由+7價降為+2價，得到5個電子，Fe²⁺中鐵由+2升高到+3價，失去1個電子，依據電子守恒，亞鐵離子前乘5，MnO₄^-前乘1，依據原子守恒和電荷守恒得到反應的離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（4）在三種溶液中銨根離子均會水解，銨根離子水解呈酸性．在（NH₄）₂CO₃溶液中，由于碳酸根離子水解呈堿性，因此碳酸根離子的存在會促進銨根離子的水解，c（NH₄⁺）增大，在（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液中，由于亞鐵離子水解也呈酸性，因此亞鐵離子的存在會抑制銨根離子的水解，平衡向左移動，c（NH₄⁺）減少，所以c（NH₄⁺）由大到小的順序③②①，故答案為：③②①．
分析：Ⅰ．（1）根據生成物濃度減少對化學平衡的影響；
（2）根據碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣，溶液中存在HCO₃^-，加入鹽酸生成二氧化碳氣體，加入NaOH有碳酸鈣沉淀生成；
（3）HClO的濃度越大，漂白效果會越好；
Ⅱ．（1）根據可溶物溶質的分離方法：加熱濃縮溶液，然后冷卻結晶過濾；
（2）根據遇KSCN溶液呈血紅色是Fe³⁺的特征反應，所以先加KSCN溶液，確定是否含有Fe³⁺；如果沒有Fe³⁺，根據氯水的性質，再向溶液中加入氯水，觀察溶液的顏色是否變化，從而確定是否含有Fe²⁺；
（3）據氧化還原反應化合價確定產物，然后根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平寫出離子方程式；
（4）加入與原水解離子的水解性質相同的，對原水解離子有抑制作用；加入與原水解離子的水解性質相反的，對原水解離子有促進作用．
點評：本題以較濃的HClO溶液、莫爾鹽的制備為載體，考查了離子的檢驗、物質分離提純等實驗操作、氧化還原反應滴定應用，離子濃度大小比較，以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力等．題目有一定的難度．需學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力．