Question

3．氧化还原反应是化学反应中的基本反应之一，研究氧化还原反应，对人类的进步  具有极其重要的意义．
I．某化学兴趣小组为探究Ag⁺和Fe³⁺氧化性，设计了如下实验：
第一步：将光亮的铁丝伸入AgNO₃溶液中，一段时间后将铁丝取出．
第二步：为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag⁺除尽后，进行了如下实验．可选用的试剂：KSCN溶液、酸性KMnO₄溶液、氯水．请完成表：

操    作	现象	结论
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加人KSCN溶液，振荡	（1）	存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入 （2），振荡	（3）	存在Fe2+

【实验结论】Fe的氧化产物为Fe²⁺和Fe³⁺，氧化性：Ag⁺大于Fe³⁺（填“大于”或“小于”）．
Ⅱ．生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一，但生物质中氯含量较多，燃烧过程中会形成金属氯化物（如NaCl）和Cl₂等物质，对金属炉壁造成腐蚀．
（1）NaCl和Cl₂中化学键的类型分别是离子键和共价键．
（2）燃煤过程中生成的SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂．若生成Cl₂22.4L（标况）时转移电子数为4×6.02×10²³，该反应的化学方程式是2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂．
Ⅲ．将32g铜与l40mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L．请回答：
①待产生的气体全部释放后，向溶液加入V mL amol•L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为$\frac{500+aV}{140}$mol/L．（用含V、a的式子表示）
②欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，至少需要H₂O₂的质量为17g．

Answer 1

分析 Ⅰ、依据铁离子与硫氰酸钾溶液反应生成血红色溶液验证铁离子的存在，加入KMnO₄酸性溶液溶液会和亚铁离子反应，溶液紫色褪去，依据铁和硝酸银溶液反应生成铁离子和亚铁离子分析，银离子氧化性大于铁离子；
Ⅱ、（1）NaCl属于离子化合物，含有离子键，Cl₂中氯原子之间形成共价键；
（2）由题目信息可知，SO₂与NaCl等物质生成硫酸钠和Cl₂，根据S、O原子比例关系可知，应有氧气参与反应，配平书写化学方程式；
Ⅲ、①恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量为0.5mol+aV×10^-3mol；
②发生Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，n（Cu）=$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，混合气体物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，结合电子、原子守恒计算．欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，用双氧水氧化，双氧水得到的电子等于NO、NO₂失去的电子，根据电子得失守恒计算．

解答 解：Ⅰ、（1）取少量除尽Ag⁺后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡，若含有铁离子溶液会变血红色，验证亚铁离子实验是取少量除尽Ag⁺后的溶液于试管中，加入KMnO₄酸性溶液溶液会和亚铁离子反应，溶液紫色褪去，说明铁和硝酸银溶液发生反应生成硝酸亚铁，硝酸铁，证明铁离子氧化性小于银离子，
【实验结论】Fe的氧化产物为Fe²⁺和Fe³⁺，离子氧化性Ag⁺＞Fe³⁺，
故答案为：溶液呈红色，酸性KMnO₄溶液，紫色褪去；大于；
Ⅱ、（1）NaCl属于离子化合物，含有离子键，Cl₂中氯原子之间形成共价键，故答案为：离子键；共价键；
（2）由题目信息可知，SO₂与NaCl等物质生成硫酸钠和Cl₂，根据S、O原子比例关系可知，应有氧气参与反应，反应化学方程式为2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂，
故答案为：2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂；
Ⅲ、①恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量为0.5mol+aV×10^-3mol，
则原硝酸溶液的浓度为$\frac{0.5+aV×1{0}^{-3}}{0.14}$mol/L=$\frac{500+aV}{140}$mol/L，
故答案为：$\frac{500+aV}{140}$；
②n（Cu）=$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，混合气体物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，设NO和NO₂的物质的量分别为x、y，由电子、原子守恒可知，
x+y=0.5
3x+y=0.5×2，
解得x=0.25mol，
y=0.25mol，
用双氧水使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，双氧水得到的电子等于NO、NO₂失去的电子，设需要双氧水mg，根据电子得失守恒，
有：0.25×3+0.25×1=0.25×4=$\frac{m}{34}$×2，解得：m=17g，
故答案为：17．

点评 本题考查物质的性质及反应原理，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、盖斯定律计算反应热等为解答的关键，侧重元素化合物知识及反应原理的综合考查，题目难度中等．