Question

20．甲学生对Cl₂与FeCl₂和KSCN混合溶液的反应进行实验探究．

操  作	现  象
	I．A中溶液变红 II．稍后，溶液由红色变为黄色

（1）B中反应的离子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（2）A中溶液变红的原因是Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺与SCN^-反应生成红色的硫氰化钾，所以溶液变红．
（3）为了探究现象II的原因，甲同学进行如下实验．
①取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在Fe³⁺．
②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，甲同学的实验证明产生现象II的原因是SCN^-与Cl₂发生了反应．
（4）甲同学猜想SCN^-可能被Cl₂氧化了，他又进行了如下研究．
资料显示：SCN^-的电子式为．
①同学认为SCN^-中碳元素没有被氧化，理由是SCN^-中的碳元素是最高价态+4价．
②A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^-中被氧化的元素是硫元素．
③通过实验证明了SCN^-中氮元素转化为NO₃^-，他的实验方案是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^-
④SCN^-与Cl₂反应生成1mol CO₂，则转移电子的物质的量是16mol．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺与SCN^-反应生成红色的硫氰化铁溶液，呈红色，据此答题；
（3）①A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，应当是氢氧化铁固体，所以原溶液中应当有Fe³⁺，据此答题；
（4）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，据此答题；
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，据此答题；
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，据此答题；
④SCN^-与Cl₂反应的化学方程式可以计算出电子转移的物质的量．

解答 解：（1）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，
故答案为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）氯气具有强氧化性，则Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺与SCN^-反应生成红色的硫氰化铁溶液，呈红色，
故答案为：Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺与SCN^-反应生成红色的硫氰化钾，所以溶液变红；
（3）①A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，应当是氢氧化铁固体，所以原溶液中应当有Fe³⁺，
故答案为：Fe³⁺；
（4）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，
故答案为：SCN^-中的碳元素是最高价态+4价；
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，
故答案为：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^-，
故答案为：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^-；
④SCN^-与Cl₂反应生成硫酸根和硝酸根还有二氧化碳，所以它们反应的化学方程式为：SCN^-+8Cl₂+9H₂O=NO₃^-+SO₄^2-+CO₂+Cl^-+18H⁺，该反应中电子转移数目为16，则由方程式可知，每生成1mol二氧化碳要转移16mol电子，
故答案为：16．

点评 本题是实验方案的设计与评价，题目难度中等，试题综合性较强，涉及到了离子的检验、氧化还原的离子方程式的书写、实验步骤的设计、化学计算等知识点，熟练掌握元素化合物的基础知识及实验基本操作要求为解答关键．