Question

20．甲同学对Cl₂与FeCl₂和KSCN混合溶液的反应进行如下实验探究．请回答下列问题：

操作	现象
	Ⅰ．装置A中溶液变红 Ⅱ．稍后，溶液由红色变为黄色

（1）装置B中反应的离子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（2）装置A中溶液变红的原因是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃（用离子方程式表示）．
（3）为了探究现象Ⅱ的原因，甲同学进行如下实验：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．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甲同学认为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．
②取装置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^-中被氧化的元素是硫元素（填名称）．
③通过实验证明了SCN^-中氮元素转化为NO₃^-，则SCN^-与Cl₂反应生成1mol CO₂，转移电子的物质的量是16mol．
④（SCN）₂的性质与卤素单质相似，并且还原性按Br^-＜SCN^-＜I^-的混合溶液中，反应的离子方程式为（SCN）₂+2I^-=I₂+2SCN^-．

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）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；
③SCN^-与Cl₂反应的化学方程式可以计算出电子转移的物质的量；
④还原性按Br^-＜SCN^-＜I^-的混合溶液中加入（SCN）₂，和碘离子反应生成碘单质．

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）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，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（3）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；
③SCN^-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⁺，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：16；
④还原性按Br^-＜SCN^-＜I^-的混合溶液中加入（SCN）₂，和碘离子反应生成碘单质，反应的离子方程式为：（SCN）₂+2I^-=I₂+2SCN^-，
故答案为：（SCN）₂+2I^-=I₂+2SCN^-．

点评 本题是实验方案的综合题，综合性较强，其中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，解题的关键是要掌握元素化合物的基础知识及实验基本操作要求．