题目内容

3．某研究性学习小组研究HNO3的氧化性，设计了如下实验：
在盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入2滴KSCN溶液，观察现象，然后再滴入几滴浓HNO3，溶液的颜红，但是将红色溶液放置一会儿则发现溶液由红色快速变为蓝色，并产生红棕色气体，这一奇特现象激起了同学的好奇心与求知欲望，对此现象设计了探究性实验．
（1）甲同学认为是溶液中的Fe2+的干扰造成的，大家经过理性分析，认为可以排除Fe2+的干扰，理由是体系中NO2逸出说明HNO3过量，不可能在溶液中残留有Fe2+．
（2）乙同学认为红色消失，说明Fe（SCN）3被破坏，红棕色NO2说明了某些离子与HNO3发生了氧化还原反应，推测可能是KSCN与HNO3作用．KSCN溶液是一种无色液体，根据C、S、N的原子结构和共价键的相关知识推测SCN-中碳原子的杂化轨道类型是sp杂化．
（3）根据乙同学的观点，设计了实验方案1，往浓HNO3中逐滴加入KSCN溶液，实验开始时无明显现象，一段时间后溶液慢慢变红色至深红色，突然剧烈反应产生大量气泡，放出红棕色气体，而溶液红色消失变为浅绿色，溶液温度升高；继续滴入KSCN，溶液变为浅蓝色，最后变成无色．将产生的气体通入过量的Ba（OH）2溶液，产生浑浊，并剩余一种非极性气体；向反应后的溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，写出向浓HNO3中滴入KSCN的离子方程式2SCN-+22NO3-+20H+=2SO42-+2CO2↑+22NO2↑+N2↑+10H2O．
（4）丙同学认为SCN-的性质还可进一步探究，设计了方案2，向Fe（SCN）3中分别滴加过量的氯水、溴水，溶液的红色均消失变为黄色，而加入碘水时溶液的颜色基本不变．丙同学的设计意图是比较硫氰根离子与氯离子、溴离子、碘离子的还原性强弱．
（5）通过本次探究，可以得出以下结论：
a．用SCN-间接检验Fe2+时应注意加入的氧化剂不能过量；
b．与SCN-反应使溶液变红的不一定（填一定或不一定）是Fe3+．

分析 （1）反应产生红棕色气体证明硝酸过量，亚铁离子被完全氧化；
（2）依据硫氰酸根离子中原子结构和形成共价键的结构特征写出结构式，然后判断C的杂化方式；
（3）依据实验反应的现象和生成产物的检验方法 和反应现象推断生成物，依据原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
（4）加入氯水、溴水反应褪色，加入碘水不褪色，说明硫氰酸根离子还原性强于Cl-、Br-，弱于I-的还原性；
（5）a．分析实验过程可知，氧化剂过量会氧化硫氰酸铁使红色褪去，影响检验离子检验；
b．与SCN-反应使溶液变红的不一定为铁离子．

解答 解：（1）在盛有新配制的FeSO4溶液的试管中滴入2滴KSCN溶液，观察现象，然后再加入浓HNO3，溶液的颜色变红，但是将红色溶液放置一会儿则发现溶液由红色快速变为蓝色，并产生红棕色气体，证明硝酸过量，亚铁离子具有还原性不能存在，
故答案为：体系中NO2逸出说明HNO3过量，不可能在溶液中残留有Fe2+；
（2）硫原子形成两个共价键，N原子形成三个共价键，碳原子形成四个共价键，则SCN-的结构式为：[S-C≡N]-，三键中含有2个π键、1个σ键，则C原子形成了2个σ键，采用sp杂化，
故答案为：sp；
（3）往浓HNO3中逐滴加入KSCN溶液，实验开始时无明显现象，一段时间后溶液慢慢变红色至深红色，突然剧烈反应产生大量气泡，放出红棕色气体为二氧化氮气体，而溶液红色消失变为浅绿色，溶液温度升高；继续滴入KSCN溶液变为浅蓝色，最后变为无色．将产生的气体通入过量的Ba（OH）2溶液，产生浑浊，依据元素守恒分析判断气体为二氧化碳，并剩余一种非极性气体推断为氮气；向反应后的溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀证明生成了硫酸根离子，结合分析产物书写离子方程式为：2SCN-+22NO3-+20H+=2SO42-+2CO2↑+22NO2↑+N2↑+10H2O，
故答案为：2SCN-+22NO3-+20H+=2SO42-+2CO2↑+22NO2↑+N2↑+10H2O；
（4）向Fe（SCN）3中分别滴加过量的氯水．溴水，溶液的红色均消失变为黄色，而加入过量的碘水时溶液的颜色基本不变，证明硫氰酸根离子还原性强于Cl-、Br-，弱于I-的还原性，则实验目的是为比较硫氰根离子与氯离子、溴离子、碘离子的还原性强弱，
故答案为：比较硫氰根离子与氯离子、溴离子、碘离子的还原性强弱；
（5）a．亚铁离子加入的氧化剂若过量会氧化硫氰酸根离子，红色褪去，干扰离子的检验，所以加入的氧化剂不能过量，
故答案为：加入的氧化剂不能过量；
b．根据（3）可知，与SCN-反应使溶液变红的不一定是Fe3+，故答案为：不一定．

点评 本题考查了性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，根据实验目的、实验现象得出正确结论为解题关键，注意掌握性质实验方案设计与评价方法，试题培养了学生的分析能力、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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3．根据右表提供的数据可知能大量共存的微粒组是（　　）
化学式电离常数（25℃）
CH3COOHKi=1.7×10-5
HClOKi=3.0×10-8
H2CO3Ki1=4.3×10-7
Ki2=5.6×10-11
A．H2CO3、HCO3-、CH3COO-、ClO-B．HClO、HCO3-、CH3COO-、ClO-
C．HClO、HCO3-、ClO-、CO32-D．HCO3-、CH3COO-、ClO-、CO32-
4．下列做法不能体现低碳生活的是（　　）
A．尽可能减少食品的加工过程B．注意节约用电
C．尽量购买本地的、当季的食物D．大量使用作物秸秆为燃料
1．下列反应不能发生的是（　　）
A．KHCO3+HCl═KCl+CO2↑+H2OB．AgNO3+NaCl═AgCl↓+NaNO3
C．NaCO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOHD．2HCl+NaSO4═2NaCl+H2SO4
8．如图每一方框中的字母代表一种反应物或生成物，它们都是中学化学中常见的物质．其中A，C都是由两种元素组成的固态化合物，常温下甲是短周期元素的气体单质，E是过渡元素的单质．

（1）若A是黄色固体，反应①用于工业生产，则A的化学式为FeS2，此时反应化学方程式为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2．
（2）若A，C都是黑色固体，A经反应①生成C时，固体质量不变，则A的化学式为Cu2S．
（3）反应③在工业生产中的条件是铁触媒作催剂，500℃．
8．高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如下：

（1）浸出：浸出时温度控制在90℃～95℃之间，并且要连续搅拌3小时的目的是提高软锰矿中锰的浸出率，植物粉的作用是作还原剂．
（2）除杂：①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿，调节浸出液的pH为3.5～5.5；
②再加入一定量的软锰矿和双氧水，过滤；
③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优势是增加MnCO3的产量（或不引入新的杂质等）；操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+，而且能提高软锰矿的浸出率．写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑．
（3）制备：在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀．温度控制35℃以下的原因是减少碳酸氢铵的分解，提高原料利用率；该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3$\frac{\underline{\;30-35℃\;}}{\;}$MnCO3 ↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净．
（4）计算：室温下，Ksp（MnCO3）=1.8×10-11，Ksp（MgCO3）=2.6×10-5，已知离子浓度小于1.0×10-5mol•L-1时，表示该离子沉淀完全．若净化液中的c（Mg2+）=10-2mol/L，试计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度．
15．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
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