题目内容
15.某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:(1)检查气体发生装置A的气密性的操作是关闭止水夹b,打开活塞a,向分液漏斗中注水,若水不能顺利流下,则气密性良好.
(2)实验过程如下:
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
| 打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯 | D装置中:溶液变红色;E装置中:水层溶液变黄色,振荡后CCl4层无明显变化 | Cl2、Br2、Fe3+氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>Fe3+ |
①为了探究溶液“红色慢慢褪去”的原因,进行如下实验.
取D中溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在Fe3+.取D中溶液于试管中,加入过量的KSCN溶液,最终得到红色溶液.实验证明“红色慢慢褪去”的原因是过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2,使SCN-浓度减小,则使Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动而褪色.
②猜测SCN-可能被Cl2氧化了,又进行了如下研究.
资料显示:
SCN-的电子式为
(4)整套实验装置存在一处明显不足,请在下面的方框内画出相应的改进装置.
分析 (1)装置A制备氯气,装置连接后应检验装置的气密性,可以利用分液漏斗中的液体是否流下分析判断装置气密性;
(2)自发进行的同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;
(3)①取D中溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在铁离子,过量氯气和SCN-反应SCN-浓度减小,根据铁离子和硫氰根离子反应平衡原理分析;
②因氧与硫的最外层电子数相同,根据题目信息,确定SCN-中各原子的连接顺序为S-C-N,S与C形成一对共用电子对,C与N形成三对共用电子对,SCN-得到的一个电子给了S,认为SCN-中碳元素没有被氧化,是离子中碳元素化合价处于最高化合价+4价,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,SCN-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-+SO42-+CO2+Cl-+18H+,此反应中电子转移数目为16,即由方程式计算得到电子转移;
(4)氯气有毒不能直接排空,要用碱液吸收尾气.
解答 解:(1)装置A制备氯气,装置连接后应检验装置的气密性,方法是关闭止水夹b,打开活塞a,向分液漏斗中注水,若水不能顺利流下,则气密性良好,
故答案为:关闭止水夹b,打开活塞a
(2)D装置中:溶液变红,说明有铁离子生成,据此得出氯气的氧化性大于铁离子;
E装置中:水层溶液变黄,振荡后CCl4层无明显变化,说明氯气和溴离子不反应,
根据D和E装置知,溴的氧化性大于铁离子,则氧化性强弱顺序是 Cl2>Br2>Fe3+,
故答案为:Cl2>Br2>Fe3+;
(3)①取D中溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成为Fe(OH)3沉淀,则溶液中一定存在Fe3+,实验证明“红色慢慢褪去”,是过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2,使SCN-浓度减小,则使Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动而褪色,
故答案为:Fe3+;过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2,使SCN-浓度减小,则使Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3平衡向逆反应方向移动而褪色;
②因氧与硫的最外层电子数相同,根据题目信息,确定SCN-中各原子的连接顺序为S-C-N,S与C形成一对共用电子对,C与N形成三对共用电子对,SCN-得到的一个电子给了S,故SCN-的电子式
,认为SCN-中碳元素没有被氧化,是离子中碳元素化合价处于最高化合价+4价,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,SCN-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-+SO42-+CO2+Cl-+18H+,此反应中电子转移数目为16,即由方程式可知每生成1mol二氧化碳要转移16mol电子,
故答案为:
;SCN-中碳元素是最高价态+4价;硫元素;16;
(4)由于氯气有毒,直接排放到空气中会污染大气,要用碱液吸收尾气,实验装置缺少尾气处理装置,改进措施如图:
,
故答案为:
.
点评 本题考查了性质实验方案设计,明确反应原理是解本题关键,结合资料分析解答,会根据离子反应方程式判断氧化性强弱,会根据实验现象确定发生的反应,难度中等.
请找
| A | B | C | |
| 浓度1 | 0.05mol•L-1 | amol•L-1 | 0.05mol•L-1 |
| 浓度2 | 0.078mol•L-1 | 0.078mol•L-1 | 0.122mol•L-1 |
| 浓度3 | 0.06mol•L-1 | 0.06mol•L-1 | 0.04mol•L-1 |
| 浓度4 | 0.07mol•L-1 | 0.07mol•L-1 | 0.098mol•L-1 |
| A. | 由[浓度3]与[浓度1]的比较,可判断出正反应是放热反应 | |
| B. | 由[浓度2]与[浓度1]的比较,可判断平衡移动的原因是升高温度 | |
| C. | [浓度1]中a=0.05mol•L-1 | |
| D. | 该组某学生在实验①过程中,测得各物质在某一时刻的浓度为[浓度4].与[浓度1]比较,可发现该同学在测定[浓度4]这组数据时出现了很大的误差 |
| A. | 泥沙和食盐(溶解,过滤) | B. | 汽油和水(分液) | ||
| C. | KNO3和KCl(降温结晶) | D. | 酒精和水(分液) |
| A. | 向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO32-+2H+=SO2↑+H2O | |
| B. | 硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液 Fe2++2H++H2O2═Fe3++2H2O | |
| C. | Mg(HCO3)2溶液中加入过量石灰水:Mg2++2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+MgCO3↓ | |
| D. | 向含 0.5 mol的FeBr2溶液中通入13.44L(标准状况下)Cl2:10Fe2++14Br-+12Cl2=10Fe3++7Br2+24Cl- |
| A. | 常温下,pH=3的HX(一元酸)溶液与pH=11的YOH(一元碱)溶液等体积混合,所得溶液的pH一定大于或等于7 | |
| B. | 在相同温度下,浓度均为0.1 mol•L-1的(NH4)2Fe(SO4)2和(NH4)2SO4溶液中,c(NH4+)相同 | |
| C. | 在pH<7的CH3COOH和CH3COONa的混合液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-) | |
| D. | 0.4 mol•L-1盐酸与0.1 mol•L-1NaAlO2溶液等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-) |
| A. | 质子总数 | B. | 原子总数 | C. | 分子总数 | D. | 质量 |
| A. | K3C60和C60中都含有共价键 | |
| B. | 钾的核外电子排布为:1s22s22p63s23p63d104s1 | |
| C. | K3C60和C60都属于分子晶体,具有较低的熔点 | |
| D. | C60与12C互为同素异形体 |
| A. | v(A)=0.02mol/(L•s) | B. | v(B)=0.03mol/(L•s) | ||
| C. | v(B)=0.90mol/(L•min) | D. | v(C)=0.60mol/(L•min) |