Question

20．A-H及X均为中学化学常见物质，X是一种金属单质，A、B是非金属单质且A在常温下为气体．甲是短周期元素形成的盐，且是某种消毒液的有效成分．它们在一定条件下有如下转化关系（图中条件均已略去）．

试回答下列问题：
（1）鉴定D中阳离子（不考虑H⁺）的操作和现象是向少量D溶液中滴入几滴KSCN溶液，无现象，再加入H₂O₂溶液，溶液显红色．说明D中有Fe²⁺离子
（2）A与B在一定条件下反应生成一种原子个数比为1：1的分子Y，Y分子中各原子皆达8电子结构，则Y的电子式为．
（3）甲能使D迅速转化为H，甲是NaClO（写化学式），此时甲溶液表现的性质是
氧化性和碱性．将甲溶液与溶液C混合，也能迅速生成H，写出反应的离子方程式Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO．
（4）反应⑤的化学方程式为H₂S+Cl₂=S↓+2HCl．
（5）25℃，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液部分pH与c（S^2-）关系如下表（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）．

pH	1	3	5	7	9	11	13
c（S2-）	1.4×10-19	1.4×10-15	1.4×10-11	6.7×10-7	1.9×10-5	1.3×10-3	5.7×10-2

①pH=13时，溶液中的c（H₂S）+c（HS^-）=0.043mol•L^-1．
②某溶液含0.020mol•L^-1 Mn²⁺、0.10mol•L^-1 H₂S，当溶液pH=5时，Mn²⁺开始沉淀．[已知：K_sp（MnS）=2.8×10^-13]．

Answer 1

分析 红褐色沉淀H为Fe（OH）₃，由题意知A在常温下为非金属单质气体，X是一种金属单质，结合质量守恒定律可推知X为Fe，甲是短周期元素形成的盐，且是某种消毒液的有效成分，结合反应①②知A为Cl₂，C为FeCl₃、D为FeCl₂，甲为NaClO，NaClO溶液产生与FeCl₂反应，一方面FeCl₂被NaClO氧化为Fe³⁺，另一方面Fe³⁺与ClO^-发生双水解反应生成Fe（OH）₃和HClO，由题意知B是非金属单质固体，由反应③④可知，B为硫、E为FeS、F为HCl、G为H₂S，反应⑤为氯气与硫化氢反应生成S与HCl，符合转化关系，据此解答．

解答 解：红褐色沉淀H为Fe（OH）₃，由题意知A在常温下为非金属单质气体，X是一种金属单质，结合质量守恒定律可推知X为Fe，甲是短周期元素形成的盐，且是某种消毒液的有效成分，结合反应①②知A为Cl₂，C为FeCl₃、D为FeCl₂，甲为NaClO，NaClO溶液产生与FeCl₂反应，一方面FeCl₂被NaClO氧化为Fe³⁺，另一方面Fe³⁺与ClO^-发生双水解反应生成Fe（OH）₃和HClO，由题意知B是非金属单质固体，由反应③④可知，B为硫、E为FeS、F为HCl、G为H₂S，反应⑤为氯气与硫化氢反应生成S与HCl，符合转化关系，
（1）D中阳离子为Fe²⁺，鉴定Fe²⁺的操作和现象是向少量D溶液中滴入几滴KSCN溶液，无现象，再加入H₂O₂溶液，溶液显红色．说明D中有Fe²⁺离子，
故答案为：向少量D溶液中滴入几滴KSCN溶液，无现象，再加入H₂O₂溶液，溶液显红色．说明D中有Fe²⁺离子；
（2）A为Cl₂，B为硫，A与B在一定条件下反应生成一种原子个数比为1：1的分子Y为S₂Cl₂，Y的电子式为，
故答案为：；
（3）根据上面的分析可知，甲是NaClO，NaClO溶液产生与FeCl₂反应，一方面FeCl₂被NaClO氧化为Fe³⁺，另一方面Fe³⁺与ClO^-发生双水解反应生成Fe（OH）₃和HClO，所以此时甲溶液表现的性质是氧化性、碱性，将甲溶液与FeCl₃溶液混合，也能迅速生成Fe（OH）₃，反应的离子方程式为Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO，
故答案为：NaClO；氧化性、碱性；Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO；
（4）反应⑤是氯气与硫化氢反应生成S与HCl，反应方程式为：H₂S+Cl₂=S↓+2HCl，
故答案为：H₂S+Cl₂=S↓+2HCl；
（5）①根据硫元素守恒可知，c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1，所以c（H₂S）+c（HS^-）^-）=0.10 mol•L^-1-c（S^2-）=（0.10-5.7×10^-2）mol•L^-1=0.043mol•L^-1，
故答案为：0.043；
②某溶液含0.020mol•L^-1 Mn²⁺、0.10mol•L^-1 H₂S，根据K_sp（MnS）=c（Mn²⁺）•c（S^2-），c（S^2-）=$\frac{K{\;}_{sp}（MnS）}{c（Mn{\;}^{2+}）}$=1.4×10^-11mol•L^-1，对比题中表中的数据可知，此时溶液的pH=5，
故答案为：5．

点评 本题考查无机物推断，物质的颜色是推断突破口，再利用元素守恒推断X为Fe，结合中学常见物质及转化关系进行推断，需要学生具备扎实的基础与逻辑推理能力，难度中等．