Question

9．Ⅰ．甲學(xué)生對(duì)Cl₂與FeCl₂和KSCN混合溶液的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．向A中通入氯氣至過量，觀察A中，發(fā)現(xiàn)溶液先呈紅色，然后變?yōu)辄S色．
（1）B中反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）為了探究A中溶液由紅色變?yōu)辄S色的原因，甲同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．取A中黃色溶液于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，則溶液中一定存在Fe³⁺；
（3）資料顯示：SCN ^-的電子式為．甲同學(xué)猜想SCN^-可能被Cl₂氧化了，他進(jìn)行了如下研究；
①取A中黃色溶液于試管中，加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，由此證明
SCN^-中被氧化的元素是硫元素；
②甲同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)證明了SCN^-中氮元素轉(zhuǎn)化為NO₃^-，已知SCN^-中碳元素沒有被氧化，若SCN^-與Cl₂反應(yīng)生成1mol CO₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是16mol；
Ⅱ.8.12天津港特大爆炸事故現(xiàn)場有700噸左右氰化鈉，氰化鈉劇毒．有少量因爆炸沖擊發(fā)生泄漏．這些泄露的氰化鈉可通過噴灑氧化劑雙氧水的方式來處理，以減輕污染．
（1）寫出NaCN的電子式Na⁺，偏堿性條件下，氰化鈉溶液的CN^-被雙氧水氧化為HCO₃^-，同時(shí)放出NH₃，該反應(yīng)的離子方程式：CN^-+H₂O₂+H₂O═NH₃↑+HCO₃^-；
（2）Cu²⁺可作為雙氧水氧化CN^-中的催化劑．某興趣小組要探究Cu²⁺對(duì)雙氧水氧化CN^-是否起催化作用，請(qǐng)你完成下實(shí)驗(yàn)方案．填寫實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論（己知：CN^-濃度可用離子色譜儀測定）

步驟：分別取等體積、等濃度的含氰廢水于甲、乙兩支試管中，再分別加入等體積、等濃度的雙氧水溶液，只向甲試管中加入少量的無水硫酸銅粉末，用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)兩支試管中的CN-濃度

現(xiàn)象與結(jié)論： 若甲試管中的CN-濃度小于乙試管中的CN-濃度，則Cu2+對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)起催化作用 若兩試管中的CN-濃度相同，則Cu2+對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)不起催化作用

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）B裝置是用來吸收氯氣尾氣的，根據(jù)元素守恒和電荷守恒可以寫出離子方程式；
（2）A中黃色溶液于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，應(yīng)當(dāng)是氫氧化鐵固體，所以原溶液中應(yīng)當(dāng)有Fe³⁺；
（3）①加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)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(jià)，而原來SCN^-中硫顯-2價(jià)，所以被氧化的元素為硫元素；
②SCN^-與Cl₂反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計(jì)算出電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量；
Ⅱ．（1）NaCN為離子化合物，由Na⁺和CN^-構(gòu)成，氰化鈉溶液的CN^-被雙氧水氧化為HCO₃^-，同時(shí)放出NH₃，據(jù)此書寫反應(yīng)的離子方程式；
（2）分別取溫度相同、體積、濃度相同的含氰廢水的試樣兩等份，滴加過氧化氫，一份中加入少量的無水硫酸銅粉末，另一份不加，用用離子色譜儀測定廢水中的CN^一濃度來做對(duì)比實(shí)驗(yàn)．

解答 解：Ⅰ．（1）B裝置是用來吸收氯氣尾氣的，根據(jù)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）A中黃色溶液于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，應(yīng)當(dāng)是氫氧化鐵固體，所以原溶液中應(yīng)當(dāng)有Fe³⁺，故答案為：Fe³⁺；
（3）①加入用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)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(jià)，而原來SCN^-中硫顯-2價(jià)，所以被氧化的元素為硫元素，故答案為：硫元素；
②SCN^-與Cl₂反應(yīng)生成硫酸根和硝酸根還有二氧化碳，所以它們反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SCN^-+8Cl₂+9H₂O=NO₃^-+SO₄^2-+CO₂+Cl^-+18H⁺，此反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為16，即由方程式可知每生成1mol二氧化碳要轉(zhuǎn)移16mol電子，故答案為：16；
Ⅱ．（1）NaCN為離子化合物，由Na⁺和CN^-構(gòu)成，所以電子式為：Na⁺，氰化鈉溶液的CN^-被雙氧水氧化為HCO₃^-，同時(shí)放出NH₃，反應(yīng)的離子方程式為：CN^-+H₂O₂+H₂O═NH₃↑+HCO₃^-；，故答案為：Na⁺；CN^-+H₂O₂+H₂O═NH₃↑+HCO₃^-；
（2）分別取溫度相同、體積、濃度相同的含氰廢水的試樣兩等份，滴加過氧化氫，一份中加入少量的無水硫酸銅粉末，另一份不加，用用離子色譜儀測定廢水中的CN^一濃度，如果在相同時(shí)間內(nèi)，若甲試管中的CN^-濃度小于乙試管中的CN^-濃度，則Cu²⁺對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)起催化作用，反之則不起催化作用，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)方案（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
分別取等體積、等濃度的含氰廢水于甲、乙兩支試管中，再分別加入等體積、等濃度的雙氧水溶液，只向甲試管中加入少量的無水硫酸銅粉末，用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)兩支試管中的CN-濃度	相同時(shí)間內(nèi)，若甲試管中的CN-濃度小于乙試管中的CN-濃度，則Cu2+對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)起催化作用；若兩試管中的CN-濃度相同，則Cu2+對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)不起催化作用

．

點(diǎn)評(píng) 本題是實(shí)驗(yàn)方案的綜合題，綜合性較強(qiáng)，其中涉及到了離子的檢驗(yàn)、氧化還原的離子方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，解題的關(guān)鍵是要掌握元素化合物的基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)驗(yàn)基本操作要求．