Question

20．甲同學對Cl₂與FeCl₂和KSCN混合溶液的反應進行如下實驗探究．請回答下列問題：

操作	現象
	Ⅰ．裝置A中溶液變紅 Ⅱ．稍后，溶液由紅色變為黃色

（1）裝置B中反應的離子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（2）裝置A中溶液變紅的原因是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃（用離子方程式表示）．
（3）為了探究現象Ⅱ的原因，甲同學進行如下實驗：取A中黃色溶液于試管中，加入過量的KSCN溶液，最終得到紅色溶液．甲同學的實驗證明產生現象Ⅱ的原因是SCN^-與Cl₂發生了反應．甲同學猜想SCN^-可能被Cl₂氧化了，他又進行了如下研究．
資料顯示：SCN^-的電子式為
①甲同學認為SCN^-中碳元素沒有被氧化，理由是SCN^-中的碳元素是最高價態+4價．
②取裝置A中黃色溶液于試管中，加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產生白色沉淀，由此證明SCN^-中被氧化的元素是硫元素（填名稱）．
③通過實驗證明了SCN^-中氮元素轉化為NO₃^-，則SCN^-與Cl₂反應生成1mol CO₂，轉移電子的物質的量是16mol．
④（SCN）₂的性質與鹵素單質相似，并且還原性按Br^-＜SCN^-＜I^-的混合溶液中，反應的離子方程式為（SCN）₂+2I^-=I₂+2SCN^-．

Answer 1

分析 （1）B裝置是用來吸收氯氣尾氣的，根據元素守恒和電荷守恒可以寫出離子方程式；
（2）Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺與SCN^-反應生成紅色的硫氰化鐵溶液，呈紅色，據此答題；
（3）①根據SCN^-的電子式為可知，SCN^-中碳顯+4價，硫顯-2價，氮顯-3價，碳已經是最高正價了，不能再被氧化了，據此答題；
②加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產生白色沉淀，說明白色沉淀為硫酸鋇，即溶液中有硫酸根離子，其中硫顯+6價，而原來SCN^-中硫顯-2價，所以被氧化的元素為硫元素；
③SCN^-與Cl₂反應的化學方程式可以計算出電子轉移的物質的量；
④還原性按Br^-＜SCN^-＜I^-的混合溶液中加入（SCN）₂，和碘離子反應生成碘單質．

解答 解：（1）B裝置是用來吸收氯氣尾氣的，根據元素守恒和電荷守恒可以寫出離子方程式為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺與SCN^-反應生成紅色的硫氰化鐵溶液，呈紅色，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（3）①根據SCN^-的電子式為可知，SCN^-中碳顯+4價，硫顯-2價，氮顯-3價，碳已經是最高正價了，不能再被氧化了，
故答案為：SCN^-中的碳元素是最高價態+4價；
②加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產生白色沉淀，說明白色沉淀為硫酸鋇，即溶液中有硫酸根離子，其中硫顯+6價，而原來SCN^-中硫顯-2價，所以被氧化的元素為硫元素，故答案為：硫元素；
③SCN^-與Cl₂反應生成硫酸根和硝酸根還有二氧化碳，所以它們反應的化學方程式為：SCN^-+8Cl₂+9H₂O=NO₃^-+SO₄^2-+CO₂+Cl^-+18H⁺，此反應中電子轉移數目為16，即由方程式可知每生成1mol二氧化碳要轉移16mol電子，故答案為：16；
④還原性按Br^-＜SCN^-＜I^-的混合溶液中加入（SCN）₂，和碘離子反應生成碘單質，反應的離子方程式為：（SCN）₂+2I^-=I₂+2SCN^-，
故答案為：（SCN）₂+2I^-=I₂+2SCN^-．

點評 本題是實驗方案的綜合題，綜合性較強，其中涉及到了離子的檢驗、氧化還原的離子方程式的書寫、實驗步驟的設計、化學計算等知識點，解題的關鍵是要掌握元素化合物的基礎知識及實驗基本操作要求．