Question

11．H、C、N、P、Na、Fe等元素時(shí)生命活動(dòng)中不可或缺的元素．請(qǐng)回答下列問題：
（1）食鹽是人體必需的物質(zhì)之一，已知食鹽固體和SO₃在高溫下可以反應(yīng)，產(chǎn)物為硫酸鈉、黃綠色氣體A和另一種無色有毒氣體B．
①食鹽中陰離子的電子式為；SO₃的沸點(diǎn)為44.8℃，其汽化時(shí)需克服的作用力是分子間作用力．
②食鹽固體和SO₃在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2SO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO₂↑+Cl₂↑+Na₂SO₄．
③某同學(xué)試圖將上述反應(yīng)產(chǎn)生的A與B的混合氣體通過飽和食鹽水來除去氣體B，從而分離出氣體A，請(qǐng)問這樣設(shè)計(jì)是否合理？不合理理由是氯氣和二氧化硫在水溶液中反應(yīng)生成硫酸和氯化氫．
（2）鐵是已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素之一，一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會(huì)出現(xiàn)疾病，甚至危及生命．
①將4molNa₂O₂和1molFe₂O₃在氧氣流中加熱至450℃發(fā)生化合反應(yīng)，得到2mol的鈉鹽，該鈉鹽的酸根中含有+4價(jià)鐵，則該鈉鹽的化學(xué)式為Na₄FeO₄該鈉鹽在稀的堿溶液中不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生具有消毒及凈水作用的Na₂FeO₄，同時(shí)生成紅褐色沉淀，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Na₄FeO₄+8H₂O=Na₂FeO₄+2Fe（OH）₃↓+10NaOH．
②取鐵釘放入一定體積的濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X，對(duì)溶液中鐵元素的存在形式提出如下假設(shè)：
假設(shè)一：只以Fe²⁺形式存在；
假設(shè)二：只以Fe³⁺形式存在；
假設(shè)三：以Fe²⁺和Fe³⁺形式存在．
請(qǐng)?zhí)顚懠僭O(shè)三，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以驗(yàn)證：取少量樣品試劑滴入鐵氰化鉀溶液，若有藍(lán)色沉淀，則溶液中有Fe²⁺，另取少量樣品試劑滴入硫氰化鉀溶液，若溶液呈血紅色，則溶液中有Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）①食鹽中陰離子為氯離子，帶一個(gè)單位的負(fù)電荷，據(jù)此書寫電子式；SO₃的沸點(diǎn)為44.8℃，比較低，為分子晶體，分子間為分子間作用力；
②食鹽固體和SO₃在高溫下可以反應(yīng)，產(chǎn)物為硫酸鈉、黃綠色氣體A應(yīng)為氯氣和另一種無色有毒氣體B應(yīng)為二氧化硫，根據(jù)元素守恒書寫化學(xué)方程式；
③氯氣和二氧化硫在水溶液中反應(yīng)生成硫酸和氯化氫，據(jù)此分析；
（2）①將4molNa₂O₂和1molFe₂O₃在氧氣流中加熱至450℃發(fā)生化合反應(yīng)，得到2mol的鈉鹽，根據(jù)鈉元素和鐵元素守恒可知，該鈉鹽的化學(xué)式中有4個(gè)鈉離子和一個(gè)鐵原子，該鈉鹽的酸根中含有+4價(jià)鐵，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知該化學(xué)式為Na₄FeO₄，Na₄FeO₄在稀的堿溶液中不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生具有消毒及凈水作用的Na₂FeO₄，同時(shí)生成紅褐色沉淀為氫氧化鐵，根據(jù)元素守恒和電子得失守恒可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
②根據(jù)鐵被氧化后的化合價(jià)可知，溶液中鐵元素的存在形式為Fe²⁺，或Fe³⁺，或Fe²⁺和Fe³⁺的混合物；溶液中Fe²⁺用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)，溶液中Fe³⁺用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)．

解答 解：（1）①食鹽中陰離子為氯離子，帶一個(gè)單位的負(fù)電荷，氯離子的電子式為，SO₃的沸點(diǎn)為44.8℃，比較低，為分子晶體，分子間為分子間作用力，所以其汽化時(shí)需克服的作用力是分子間作用力，
故答案為：；分子間作用力；
②食鹽固體和SO₃在高溫下可以反應(yīng)，產(chǎn)物為硫酸鈉、黃綠色氣體A應(yīng)為氯氣和另一種無色有毒氣體B應(yīng)為二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2SO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO₂↑+Cl₂↑+Na₂SO₄，
故答案為：2NaCl+2SO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SO₂↑+Cl₂↑+Na₂SO₄；
③氯氣和二氧化硫在水溶液中反應(yīng)生成硫酸和氯化氫，所以將氯氣和二氧化硫的混合氣體通過飽和食鹽水的時(shí)候得不到氯氣，
故答案為：不合理；氯氣和二氧化硫在水溶液中反應(yīng)生成硫酸和氯化氫；
（2）①將4molNa₂O₂和1molFe₂O₃在氧氣流中加熱至450℃發(fā)生化合反應(yīng)，得到2mol的鈉鹽，根據(jù)鈉元素和鐵元素守恒可知，該鈉鹽的化學(xué)式中有4個(gè)鈉離子和一個(gè)鐵原子，該鈉鹽的酸根中含有+4價(jià)鐵，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知該化學(xué)式為Na₄FeO₄，Na₄FeO₄在稀的堿溶液中不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生具有消毒及凈水作用的Na₂FeO₄，同時(shí)生成紅褐色沉淀為氫氧化鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Na₄FeO₄+8H₂O=Na₂FeO₄+2Fe（OH）₃↓+10NaOH，
故答案為：Na₄FeO₄；3Na₄FeO₄+8H₂O=Na₂FeO₄+2Fe（OH）₃↓+10NaOH；
②根據(jù)鐵被氧化后的化合價(jià)可知，溶液中鐵元素的存在形式為Fe²⁺，或Fe³⁺，或Fe²⁺和Fe³⁺的混合物，所以假設(shè)三為以Fe²⁺和Fe³⁺形式存在，溶液中Fe²⁺用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)，溶液中Fe³⁺用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案為取少量樣品試劑滴入鐵氰化鉀溶液，若有藍(lán)色沉淀，則溶液中有Fe²⁺，另取少量樣品試劑滴入硫氰化鉀溶液，若溶液呈血紅色，則溶液中有Fe³⁺，
故答案為：以Fe²⁺和Fe³⁺形式存在；取少量樣品試劑滴入鐵氰化鉀溶液，若有藍(lán)色沉淀，則溶液中有Fe²⁺，另取少量樣品試劑滴入硫氰化鉀溶液，若溶液呈血紅色，則溶液中有Fe³⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電子式、分子間作用力、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的檢驗(yàn)等，為高頻考點(diǎn)，明確反應(yīng)中元素守恒和電子得失守恒是解本題關(guān)鍵，知道常見離子的檢驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為本題的難點(diǎn)．