Question

11．H、C、N、P、Na、Fe等元素时生命活动中不可或缺的元素．请回答下列问题：
（1）食盐是人体必需的物质之一，已知食盐固体和SO₃在高温下可以反应，产物为硫酸钠、黄绿色气体A和另一种无色有毒气体B．
①食盐中阴离子的电子式为；SO₃的沸点为44.8℃，其汽化时需克服的作用力是分子间作用力．
②食盐固体和SO₃在高温下反应的化学方程式为2NaCl+2SO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO₂↑+Cl₂↑+Na₂SO₄．
③某同学试图将上述反应产生的A与B的混合气体通过饱和食盐水来除去气体B，从而分离出气体A，请问这样设计是否合理？不合理理由是氯气和二氧化硫在水溶液中反应生成硫酸和氯化氢．
（2）铁是已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素之一，一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命．
①将4molNa₂O₂和1molFe₂O₃在氧气流中加热至450℃发生化合反应，得到2mol的钠盐，该钠盐的酸根中含有+4价铁，则该钠盐的化学式为Na₄FeO₄该钠盐在稀的碱溶液中不稳定，会产生具有消毒及净水作用的Na₂FeO₄，同时生成红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式：3Na₄FeO₄+8H₂O=Na₂FeO₄+2Fe（OH）₃↓+10NaOH．
②取铁钉放入一定体积的浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X，对溶液中铁元素的存在形式提出如下假设：
假设一：只以Fe²⁺形式存在；
假设二：只以Fe³⁺形式存在；
假设三：以Fe²⁺和Fe³⁺形式存在．
请填写假设三，并设计实验方案加以验证：取少量样品试剂滴入铁氰化钾溶液，若有蓝色沉淀，则溶液中有Fe²⁺，另取少量样品试剂滴入硫氰化钾溶液，若溶液呈血红色，则溶液中有Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）①食盐中阴离子为氯离子，带一个单位的负电荷，据此书写电子式；SO₃的沸点为44.8℃，比较低，为分子晶体，分子间为分子间作用力；
②食盐固体和SO₃在高温下可以反应，产物为硫酸钠、黄绿色气体A应为氯气和另一种无色有毒气体B应为二氧化硫，根据元素守恒书写化学方程式；
③氯气和二氧化硫在水溶液中反应生成硫酸和氯化氢，据此分析；
（2）①将4molNa₂O₂和1molFe₂O₃在氧气流中加热至450℃发生化合反应，得到2mol的钠盐，根据钠元素和铁元素守恒可知，该钠盐的化学式中有4个钠离子和一个铁原子，该钠盐的酸根中含有+4价铁，根据化合价代数和为0可知该化学式为Na₄FeO₄，Na₄FeO₄在稀的碱溶液中不稳定，会产生具有消毒及净水作用的Na₂FeO₄，同时生成红褐色沉淀为氢氧化铁，根据元素守恒和电子得失守恒可写出该反应的化学方程式；
②根据铁被氧化后的化合价可知，溶液中铁元素的存在形式为Fe²⁺，或Fe³⁺，或Fe²⁺和Fe³⁺的混合物；溶液中Fe²⁺用铁氰化钾溶液检验，溶液中Fe³⁺用硫氰化钾溶液检验．

解答 解：（1）①食盐中阴离子为氯离子，带一个单位的负电荷，氯离子的电子式为，SO₃的沸点为44.8℃，比较低，为分子晶体，分子间为分子间作用力，所以其汽化时需克服的作用力是分子间作用力，
故答案为：；分子间作用力；
②食盐固体和SO₃在高温下可以反应，产物为硫酸钠、黄绿色气体A应为氯气和另一种无色有毒气体B应为二氧化硫，反应的化学方程式为2NaCl+2SO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO₂↑+Cl₂↑+Na₂SO₄，
故答案为：2NaCl+2SO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO₂↑+Cl₂↑+Na₂SO₄；
③氯气和二氧化硫在水溶液中反应生成硫酸和氯化氢，所以将氯气和二氧化硫的混合气体通过饱和食盐水的时候得不到氯气，
故答案为：不合理；氯气和二氧化硫在水溶液中反应生成硫酸和氯化氢；
（2）①将4molNa₂O₂和1molFe₂O₃在氧气流中加热至450℃发生化合反应，得到2mol的钠盐，根据钠元素和铁元素守恒可知，该钠盐的化学式中有4个钠离子和一个铁原子，该钠盐的酸根中含有+4价铁，根据化合价代数和为0可知该化学式为Na₄FeO₄，Na₄FeO₄在稀的碱溶液中不稳定，会产生具有消毒及净水作用的Na₂FeO₄，同时生成红褐色沉淀为氢氧化铁，该反应的化学方程式为3Na₄FeO₄+8H₂O=Na₂FeO₄+2Fe（OH）₃↓+10NaOH，
故答案为：Na₄FeO₄；3Na₄FeO₄+8H₂O=Na₂FeO₄+2Fe（OH）₃↓+10NaOH；
②根据铁被氧化后的化合价可知，溶液中铁元素的存在形式为Fe²⁺，或Fe³⁺，或Fe²⁺和Fe³⁺的混合物，所以假设三为以Fe²⁺和Fe³⁺形式存在，溶液中Fe²⁺用铁氰化钾溶液检验，溶液中Fe³⁺用硫氰化钾溶液检验，实验方案为取少量样品试剂滴入铁氰化钾溶液，若有蓝色沉淀，则溶液中有Fe²⁺，另取少量样品试剂滴入硫氰化钾溶液，若溶液呈血红色，则溶液中有Fe³⁺，
故答案为：以Fe²⁺和Fe³⁺形式存在；取少量样品试剂滴入铁氰化钾溶液，若有蓝色沉淀，则溶液中有Fe²⁺，另取少量样品试剂滴入硫氰化钾溶液，若溶液呈血红色，则溶液中有Fe³⁺．

点评 本题考查了电子式、分子间作用力、氧化还原反应、物质的检验等，为高频考点，明确反应中元素守恒和电子得失守恒是解本题关键，知道常见离子的检验方法进行实验方案设计为本题的难点．