Question

【题目】氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中的应用十分广泛。某化学兴趣小组在实验室中对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氯气的制备

①氯气的发生装置可以选择上图中的_________，反应的化学方程式为_________________。

②欲收集一瓶干燥纯净的氯气，选择上图中的装置，其连接顺序为______________（按气流方向，用小写字母表示）。

（2）Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应

随着Cl2不断通入，A装置中溶液先变红，后由红色变为黄色。

装置B中发生反应的离子方程式为___________________________________________。

（3）实验探究

为了探究A装置中溶液由红色变为黄色的原因，该小组进行了如下实验：

实验一：取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成。

实验二：取A中黄色溶液于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液。

该兴趣小组根据实验现象，猜想是SCN可能被Cl2氧化了，他们又进行了如下研究。

查阅资料显示：SCN的电子式为。

①该兴趣小组认为SCN中碳元素没有被氧化，理由是____________________________。

②取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，由此证明SCN中被氧化的元素是________（填元素名称）。

③通过实验证明了SCN中氮元素转化为NO3，他们的实验方案是__________________________________________________________________________________________________。

根据以上实验探究结论写出SCN与Cl2反应的离子方程式为__________________________。

Answer 1

【答案】 B MnO2 ＋ 4HCl（浓） MnCl2＋Cl2 ↑＋2H2O

或A 2KMnO4＋16HCl（浓）＝2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O＋2KCl

（或KClO3＋6HCl（浓）＝3Cl2↑＋3H2O＋KCl）

（第一空填B或A均给分。若填B，第二空必须是二氧化锰与浓盐酸反应才给分；若填A，第二空必须是高锰酸钾或氯酸钾与浓盐酸反应。方程式没配平给1分，反应物、生成物化学式书写错误或浓盐酸未注明均不给分。） a i h d e f g j Cl2＋2OH＝Cl＋ClO＋H2O SCN中的碳元素是最高价态+4价 硫（元素） 取适量铜粉于试管中，加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸，加热，观察到试管上方有红棕色气体生成，则证明SCN中氮元素被氧化为NO3 SCN＋8Cl2＋9H2O＝NO3＋SO42＋CO2＋16Cl＋18H+

【解析】(1)①实验室可选择B装置利用二氧化锰和浓盐酸混合加热制氯气，反应的化学方程式为 MnO2 ＋ 4HCl(浓) MnCl2＋Cl2 ↑＋2H2O；

②利用浓盐酸制得的氯气中混有挥发出的氯化氢和水蒸气，可利用F中饱和食盐水除HCl、D中浓硫酸干燥、E装置收集及G装置尾气处理，其中收集氯气是导管是长进短出，根据气流方向装置连接顺序为a i h d e f g j；

(2)B装置是用来吸收氯气尾气的，根据元素守恒和电荷守恒可以写出离子方程式为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；

(3)①根据SCN-的电子式为可知，SCN-中碳显+4价，硫显-2价，氮显-3价，碳已经是最高正价了，不能再被氧化了；

②加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明白色沉淀为硫酸钡，即溶液中有硫酸根离子，其中硫显+6价，而原来SCN-中硫显-2价，所以被氧化的元素为硫元素；

③利用硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性，遇到铜被还原，生成一氧化氮，在空气中被　氧化成红棕色的二氧化氮气体，可以检验硝酸根离子的存在，据此可知实验方案为：取足量铜粉于试管中，加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸，加热，观察到试管上方有红棕色气体生成，证明A中存在，SCN-中氮元素被氧化成NO3 ；根据以上实验探究结论写出SCN与Cl2反应的离子方程式为SCN＋8Cl2＋9H2O＝NO3＋SO42＋CO2＋16Cl＋18H+。