Question

20．甲學(xué)生對(duì)Cl₂與FeCl₂和KSCN混合溶液的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

操  作	現(xiàn)  象
	I．A中溶液變紅 II．稍后，溶液由紅色變?yōu)辄S色

（1）B中反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（2）A中溶液變紅的原因是Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應(yīng)生成紅色的硫氰化鉀，所以溶液變紅．
（3）為了探究現(xiàn)象II的原因，甲同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
①取A中黃色溶液于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，則溶液中一定存在Fe³⁺．
②取A中黃色溶液于試管中，加入過量的KSCN溶液，最終得到紅色溶液，甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)生現(xiàn)象II的原因是SCN^-與Cl₂發(fā)生了反應(yīng)．
（4）甲同學(xué)猜想SCN^-可能被Cl₂氧化了，他又進(jìn)行了如下研究．
資料顯示：SCN^-的電子式為．
①同學(xué)認(rèn)為SCN^-中碳元素沒有被氧化，理由是SCN^-中的碳元素是最高價(jià)態(tài)+4價(jià)．
②A中黃色溶液于試管中，加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，由此證明SCN^-中被氧化的元素是硫元素．
③通過實(shí)驗(yàn)證明了SCN^-中氮元素轉(zhuǎn)化為NO₃^-，他的實(shí)驗(yàn)方案是取足量銅粉于試管中，加入A中黃色溶液和一定量的稀鹽酸，加熱，觀察到試管上方有紅棕色氣體生成，證明A中存在，SCN^-中氮元素被氧化成NO₃^-
④SCN^-與Cl₂反應(yīng)生成1mol CO₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是16mol．

Answer 1

分析 （1）B裝置是用來吸收氯氣尾氣的，根據(jù)元素守恒和電荷守恒可以寫出離子方程式；
（2）Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應(yīng)生成紅色的硫氰化鐵溶液，呈紅色，據(jù)此答題；
（3）①A中黃色溶液于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，應(yīng)當(dāng)是氫氧化鐵固體，所以原溶液中應(yīng)當(dāng)有Fe³⁺，據(jù)此答題；
（4）①根據(jù)SCN^-的電子式為可知，SCN^-中碳顯+4價(jià)，硫顯-2價(jià)，氮顯-3價(jià)，碳已經(jīng)是最高正價(jià)了，不能再被氧化了，據(jù)此答題；
②加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明白色沉淀為硫酸鋇，即溶液中有硫酸根離子，其中硫顯+6價(jià)，而原來SCN^-中硫顯-2價(jià)，所以被氧化的元素為硫元素，據(jù)此答題；
③利用硝酸根離子在酸性條件下有強(qiáng)氧化性，遇到銅被還原，生成一氧化氮，在空氣中被　氧化成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，可以檢驗(yàn)硝酸根離子的存在，據(jù)此答題；
④SCN^-與Cl₂反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計(jì)算出電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）B裝置是用來吸收氯氣尾氣的，根據(jù)元素守恒和電荷守恒可以寫出離子方程式為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）氯氣具有強(qiáng)氧化性，則Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應(yīng)生成紅色的硫氰化鐵溶液，呈紅色，
故答案為：Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應(yīng)生成紅色的硫氰化鉀，所以溶液變紅；
（3）①A中黃色溶液于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，應(yīng)當(dāng)是氫氧化鐵固體，所以原溶液中應(yīng)當(dāng)有Fe³⁺，
故答案為：Fe³⁺；
（4）①根據(jù)SCN^-的電子式為可知，SCN^-中碳顯+4價(jià)，硫顯-2價(jià)，氮顯-3價(jià)，碳已經(jīng)是最高正價(jià)了，不能再被氧化了，
故答案為：SCN^-中的碳元素是最高價(jià)態(tài)+4價(jià)；
②加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明白色沉淀為硫酸鋇，即溶液中有硫酸根離子，其中硫顯+6價(jià)，而原來SCN^-中硫顯-2價(jià)，所以被氧化的元素為硫元素，
故答案為：硫元素；
③利用硝酸根離子在酸性條件下有強(qiáng)氧化性，遇到銅被還原，生成一氧化氮，在空氣中被　氧化成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，可以檢驗(yàn)硝酸根離子的存在，據(jù)此可知實(shí)驗(yàn)方案為：取足量銅粉于試管中，加入A中黃色溶液和一定量的稀鹽酸，加熱，觀察到試管上方有紅棕色氣體生成，證明A中存在，SCN^-中氮元素被氧化成NO₃^-，
故答案為：取足量銅粉于試管中，加入A中黃色溶液和一定量的稀鹽酸，加熱，觀察到試管上方有紅棕色氣體生成，證明A中存在，SCN^-中氮元素被氧化成NO₃^-；
④SCN^-與Cl₂反應(yīng)生成硫酸根和硝酸根還有二氧化碳，所以它們反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SCN^-+8Cl₂+9H₂O=NO₃^-+SO₄^2-+CO₂+Cl^-+18H⁺，該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為16，則由方程式可知，每生成1mol二氧化碳要轉(zhuǎn)移16mol電子，
故答案為：16．

點(diǎn)評(píng) 本題是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，試題綜合性較強(qiáng)，涉及到了離子的檢驗(yàn)、氧化還原的離子方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，熟練掌握元素化合物的基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)驗(yàn)基本操作要求為解答關(guān)鍵．