题目内容

15．某学习小组对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行探究．
操作现象
1．A中溶液变红
2．稍后，A中溶液由红色变为黄色
（1）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，所以溶液变红．
（2）B中反应的离子方程式是Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O．
（3）为探究现象2产生的原因，该小组进行如下实验：
    ①取A中黄色溶液少许于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则原溶液中一定存在Fe3+．
    ②取A中黄色溶液少许于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液．该小组同学此得出结论：产生现象2的原因是SCN-与Cl2发生了反应．
（4）该小组同学猜想SCN-可能被Cl2氧化了，于是又进行了如下探究．
    ①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S元素．
   ②在实验中SCN-中氮元素被氧化为NO3-，检验NO3-存在的方法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，则证明SCN-中氮元素被氧化为NO3-．
   ③已知SCN-中各原子均满足8电子稳定结构，试写出SCN-的电子式．
（5）若SCN-与Cl2反应生成1molCO2，则转移的电子数是16mol．

分析 （1）氯气具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，铁离子和KSCN溶液反应生成络合物而使溶液呈血红色；
（2）氯气和水反应生成HCl、HClO，HCl、HClO都具有酸性，能和NaOH发生中和反应；
（3）①Fe3+和OH-反应生成红褐色沉淀Fe（OH）3；
（4）①SO42-和Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀；
②酸性条件下，NO3-具有强氧化性，能氧化较不活泼金属；
③SCN-中各原子均满足8电子稳定结构，则S原子形成两个共价键、C原子形成四个共价键、N元素形成三个共价键；
（5）氯气和硫氰根离子反应方程式为SCN-+8Cl2+9H2O=NO3-+SO42-+CO2+Cl-+18H+，根据二氧化碳和转移电子之间的关系式计算．

解答 解：（1）Cl2具有强氧化性，能将Fe 2+氧化为Fe3+，自身被还原生成氯离子，Fe3+和KSCN溶液反应生成络合物而使溶液呈血红色，
故答案为：Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+，Fe3+与SCN-反应生成红色的，所以溶液变红；
（2）氯气和水反应生成HCl、HClO，HCl、HClO都具有酸性，能和NaOH发生中和反应，离子方程式为Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，
故答案为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；
（3）①Fe3+和OH-反应生成红褐色沉淀Fe（OH）3，所以该红褐色沉淀是氢氧化铁，
所以原溶液中一定含有Fe3+，故答案为：Fe3+；
（4）①SO42-和Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，根据元素守恒知，能和盐酸酸化的氯化钡反应生成白色沉淀的只有硫酸根离子，所以说明SCN-中被氧化的元素是S元素，故答案为：S元素；
②硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性，遇到Cu被还原，生成NO，在空气中被氧化成红棕色的NO2气体，可以检验NO3-的存在，其检验方法为：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，
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，则证明SCN-中氮元素被氧化为NO3-；
③SCN-中各原子均满足8电子稳定结构，则S原子形成两个共价键、C原子形成四个共价键、N元素形成三个共价键，所以其电子式为，故答案为：；
（5）SCN-中C为+4价、S为-2价、N为-3价，该反应中S元素化合价由-2价变为+6价、C元素化合价不变、N元素化合价由-3价变为+5价、Cl元素化合价由0价变为-1价，每生成1mol二氧化碳，转移电子物质的量=8mol×2×[0-（-1）]=16mol，所以氯气和硫氰根离子反应方程式为SCN-+8Cl2+9H2O=NO3-+SO42-+CO2+Cl-+18H+，故答案为：16mol．

点评 本题考查性质实验方案设计，为高频考点，涉及氧化还原反应及其计算、电子式的书写、离子检验等知识点，侧重考查分析判断、计算、实验设计及基本操作能力，明确物质的性质及反应原理是解本题关键，知道常见离子的检验方法，难点是实验操作步骤的设计及描述，要根据操作步骤→现象→结论的方式设计实验，题目难度中等．

练习册系列答案
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（2）根据上述反应，鉴别NaNO2和NaCl可选用的物质有：①碘化钾淀粉试纸、②淀粉、③食醋、④白酒，你认为必须选用的物质有①③（填序号）．
（3）某工厂废切削液中含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成水污染，但加入下列物质中的某一种就能使NaNO2转化为不引起污染的N2，该物质是D．
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（4）饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO3-的浓度，某饮用水研究人员提出，在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2，请配平化学方程式：
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10．实验室用50mL 0.50mol•L-1盐酸、50mL 0.55mol•L-1 NaOH溶液和如图所示装置，进行测定中和热的实验，得到下表中的数据
实验次数起始温度t1/℃终止温
度t2/℃
盐酸NaOH溶液
120.220.323.7
220.320.523.8
321.521.624.9
完成下列问题
（1）实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是Cu传热快，热量损失大．
（2）在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是提高装置的保温效果．
（3）根据上表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热△H=-56.8 kJ/mol[盐酸和NaOH溶液的密度按1g•cm-3计算，反应后混合溶液的比热容（c）按4.18J•（g•℃）-1计算]．如果用0.5mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（4）若某同学利用上述装置做实验，有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，请你分析可能的原因是ABE．
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B．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C．做本实验的当天室温较高
D．在量取盐酸时仰视读数
E．大烧杯的盖板中间小孔太大．
20．为了探究AgNO3的热稳定性和氧化性，某化学兴趣小组设计了如下实验．
Ⅰ．AgNO3的热稳定性
利用如图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体．当反应结束后，试管中残留固体为黑色Ag．（夹持及加热仪器均省略）

（1）如何检验装置的气密性？连接好仪器后在未加药品之前加热试管，如果C中导气管有气泡冒出，说明气密性良好．
（2）C中集气瓶收集的气体为O2．要收集纯净的该气体，正确的操作是等到导气管中气泡均匀放出时再收集．
（3）AgNO3分解的化学方程式为2AgNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO2↑+O2↑．
（4）甲同学认为仅凭试管A中的红棕色的气体产生就判定NO2产生是错误的，因为无色NO遇到空气也会变成红棕色，所以加热前应当排尽装置中的空气．你是否同甲的观点？并说明理由否，硝酸银分解生成氧气．
Ⅱ．AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液的大试管中，一段时间后将铁丝取出．为检验溶液中Fe的氧化产物，猜测如下：
假设一：Fe被氧化成Fe3+．
假设二：Fe被氧化成Fe2+．
假设三：Fe被氧化成Fe3+或Fe2+．
可选用的试剂：KSCN溶液、酸性KMnO4溶液，氨水，盐酸，硝酸，NaCl溶液
请完成下表：
操作现象结论或目的
（1）取少量溶液于试管中，向溶液中加入足量NaCl溶液-除尽Ag+
（2）取少量上述溶液于试管中加入KSCN溶液，振荡溶液变血红色存在Fe3+
（3）取（1）中少量上述溶液于试管中，加入酸性KMnO4溶液，振荡紫色消失存在Fe2+
实验结论：Fe的氧化物为Fe2+和Fe3+．
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A．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
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D．②、③、④含氧元素，⑤、⑥、⑦不含氧元素

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