Question

15．某學習小組對Cl₂與FeCl₂和KSCN混合溶液的反應進行探究．

操作	現(xiàn)象
	1．A中溶液變紅 2．稍后，A中溶液由紅色變?yōu)辄S色

（1）A中溶液變紅的原因是Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應生成紅色的，所以溶液變紅．
（2）B中反應的離子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）為探究現(xiàn)象2產(chǎn)生的原因，該小組進行如下實驗：
    ①取A中黃色溶液少許于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，則原溶液中一定存在Fe³⁺．
    ②取A中黃色溶液少許于試管中，加入過量的KSCN溶液，最終得到紅色溶液．該小組同學此得出結論：產(chǎn)生現(xiàn)象2的原因是SCN^-與Cl₂發(fā)生了反應．
（4）該小組同學猜想SCN^-可能被Cl₂氧化了，于是又進行了如下探究．
    ①取A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S元素．
   ②在實驗中SCN^-中氮元素被氧化為NO₃^-，檢驗NO₃^-存在的方法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，則證明SCN^-中氮元素被氧化為NO₃^-．
   ③已知SCN^-中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構，試寫出SCN^-的電子式．
（5）若SCN^-與Cl₂反應生成1molCO₂，則轉移的電子數(shù)是16mol．

Answer 1

分析 （1）氯氣具有強氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，鐵離子和KSCN溶液反應生成絡合物而使溶液呈血紅色；
（2）氯氣和水反應生成HCl、HClO，HCl、HClO都具有酸性，能和NaOH發(fā)生中和反應；
（3）①Fe³⁺和OH^-反應生成紅褐色沉淀Fe（OH）₃；
（4）①SO₄^2-和Ba²⁺反應生成BaSO₄白色沉淀；
②酸性條件下，NO₃^-具有強氧化性，能氧化較不活潑金屬；
③SCN^-中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構，則S原子形成兩個共價鍵、C原子形成四個共價鍵、N元素形成三個共價鍵；
（5）氯氣和硫氰根離子反應方程式為SCN^-+8Cl₂+9H₂O=NO₃^-+SO₄^2-+CO₂+Cl^-+18H⁺，根據(jù)二氧化碳和轉移電子之間的關系式計算．

解答 解：（1）Cl₂具有強氧化性，能將Fe ²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原生成氯離子，F(xiàn)e³⁺和KSCN溶液反應生成絡合物而使溶液呈血紅色，
故答案為：Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應生成紅色的，所以溶液變紅；
（2）氯氣和水反應生成HCl、HClO，HCl、HClO都具有酸性，能和NaOH發(fā)生中和反應，離子方程式為Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）①Fe³⁺和OH^-反應生成紅褐色沉淀Fe（OH）₃，所以該紅褐色沉淀是氫氧化鐵，
所以原溶液中一定含有Fe³⁺，故答案為：Fe³⁺；
（4）①SO₄^2-和Ba²⁺反應生成BaSO₄白色沉淀，根據(jù)元素守恒知，能和鹽酸酸化的氯化鋇反應生成白色沉淀的只有硫酸根離子，所以說明SCN^-中被氧化的元素是S元素，故答案為：S元素；
②硝酸根離子在酸性條件下有強氧化性，遇到Cu被還原，生成NO，在空氣中被氧化成紅棕色的NO₂氣體，可以檢驗NO₃^-的存在，其檢驗方法為：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，
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，則證明SCN^-中氮元素被氧化為NO₃^-；
③SCN^-中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構，則S原子形成兩個共價鍵、C原子形成四個共價鍵、N元素形成三個共價鍵，所以其電子式為，故答案為：；
（5）SCN^-中C為+4價、S為-2價、N為-3價，該反應中S元素化合價由-2價變?yōu)?6價、C元素化合價不變、N元素化合價由-3價變?yōu)?5價、Cl元素化合價由0價變?yōu)?1價，每生成1mol二氧化碳，轉移電子物質的量=8mol×2×[0-（-1）]=16mol，所以氯氣和硫氰根離子反應方程式為SCN^-+8Cl₂+9H₂O=NO₃^-+SO₄^2-+CO₂+Cl^-+18H⁺，故答案為：16mol．

點評 本題考查性質實驗方案設計，為高頻考點，涉及氧化還原反應及其計算、電子式的書寫、離子檢驗等知識點，側重考查分析判斷、計算、實驗設計及基本操作能力，明確物質的性質及反應原理是解本題關鍵，知道常見離子的檢驗方法，難點是實驗操作步驟的設計及描述，要根據(jù)操作步驟→現(xiàn)象→結論的方式設計實驗，題目難度中等．