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16.某化学兴趣小组的同学利用图所示实验装置进行实验.
操作现象
I.A 中溶液变红
Ⅱ.稍后,溶液由红色变为黄色
(1)气体发生装置中反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(2)实验室常用排饱和食盐水的方法来收集 Cl2,试用化学平衡原理加以解释因为饱和食盐水中 C(Cl-)较大,促使平衡 Cl2+H2O?H++Cl-+HClO逆向移动,减少Cl2 的溶解.
以下甲学生对 Cl2 与 FeCl2 和 KSCN 混合溶液的反应进行实验探究.
(3)A 中溶液变红的原因是Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色的硫氰化钾,所以溶液变红.
(4)为了探究现象 II 的原因,甲同学进行如下实验.
①取 A 中黄色溶液于试管中,加入 NaOH 溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在Fe3+
②取 A 中黄色溶液于试管中,加入过量的 KSCN 溶液,最终得到红色溶液.
甲同学的实验证明产生现象Ⅱ的原因是 SCN-与 Cl2发生了反应.
(5)甲同学猜想 SCN-可能被 Cl2氧化了,他又进行了如下研究.
资料显示:SCN-的电子式为
①甲同学认为 SCN-中碳元素没有被氧化,理由是SCN-中的碳元素是最高价态+4价.
②取 A 中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的 BaCl2溶液,产生白色沉淀,由此证明被氧化的元素是硫元素(填名称).
③通过实验证明了 SCN-中氮元素转化为 NO3-,他的实验方案是取足量铜粉于试管中,加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸,加热,观察到试管上方有红棕色气体生成,证明A中存在SCN-中氮元素被氧化成NO3-.中被氧化的元2
④若 SCN-与 Cl反应生成 CO2,写出反应离子方程式SCN-+8Cl2+9H2O=NO3-+SO42-+CO2+16Cl-+18H+,.

分析 (1)用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,据此书写化学方程式;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,食盐水中含有氯离子,能抑制氯气的溶解;
(3)Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色的硫氰化铁溶液,呈红色,据此答题;
(4)①A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,应当是氢氧化铁固体,所以原溶液中应当有Fe3+,据此答题;
(5)①根据SCN-的电子式为可知,SCN-中碳显+4价,硫显-2价,氮显-3价,碳已经是最高正价了,不能再被氧化了,据此答题;
②加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明白色沉淀为硫酸钡,即溶液中有硫酸根离子,其中硫显+6价,而原来SCN-中硫显-2价,所以被氧化的元素为硫元素,据此答题;
③利用硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,遇到铜被还原,生成一氧化氮,在空气中被氧化成红棕色的二氧化氮气体,可以检验硝酸根离子的存在,据此答题;
④SCN-与Cl2反应生成硫酸根和硝酸根还有二氧化碳,据此书写离子方程式.

解答 解:(1)浓盐酸有还原性,二氧化锰有氧化性,浓盐酸和二氧化锰能发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水,MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)浓盐酸易挥发,所以加热二氧化锰固体和浓盐酸制取氯气时,产生的氯气中容易混有氯化氢气体,要除去氯化氢气体,所选的除杂试剂只能吸收氯化氢而不能吸收氯气,排饱和食盐水的方法来收集氯气,是因Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,加入食盐,氯离子浓度增大,化学平衡逆向移动,抑制氯气与水的反应,
故答案为:因为饱和食盐水中 C(Cl-)较大,促使平衡 Cl2+H2O?H++Cl-+HClO逆向移动,减少Cl2 的溶解;
(3)氯气具有强氧化性,则Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+,离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2C1-+2Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色的硫氰化铁溶液,Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3,呈红色,
故答案为:Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色的硫氰化钾,所以溶液变红;
(4)①A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,应当是氢氧化铁固体,所以原溶液中应当有Fe3+
故答案为:Fe3+
(5)①根据SCN-的电子式为可知,SCN-中碳显+4价,硫显-2价,氮显-3价,碳已经是最高正价了,不能再被氧化了,
故答案为:SCN-中的碳元素是最高价态+4价;
②加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明白色沉淀为硫酸钡,即溶液中有硫酸根离子,其中硫显+6价,而原来SCN-中硫显-2价,所以被氧化的元素为硫元素,
故答案为:硫元素;
③利用硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,遇到铜被还原,生成一氧化氮,在空气中被氧化成红棕色的二氧化氮气体,可以检验硝酸根离子的存在,据此可知实验方案为:取足量铜粉于试管中,加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸,加热,观察到试管上方有红棕色气体生成,证明A中存在,SCN-中氮元素被氧化成NO3-
故答案为:取足量铜粉于试管中,加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸,加热,观察到试管上方有红棕色气体生成,证明A中存在,SCN-中氮元素被氧化成NO3-
④SCN-与Cl2反应生成硫酸根和硝酸根还有二氧化碳,所以它们反应的化学方程式为:SCN-+8Cl2+9H2O=NO3-+SO42-+CO2+16Cl-+18H+
故答案为:SCN-+8Cl2+9H2O=NO3-+SO42-+CO2+16Cl-+18H+

点评 本题考查了氯气的实验室制法、实验方案的设计与评价,考查较为综合,涉及到了离子的检验、氧化还原的离子方程式的书写、实验步骤的设计等知识点,熟练掌握元素化合物的基础知识及实验基本操作要求为解答关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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A.分子B.元素C.原子D.单质

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7.(1)25℃时,在0.1L 0.2mol•L-1的HA溶液中,有0.001mol的HA电离成离子,则该溶液的pH=2.
(2)25℃时,若向0.1mol/L氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7,此时c(NH4+)=amol/L,则c(SO42-)=0.5amol/L.
(3)室温下,若向0.1mol/L氨水中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:1,则所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-).
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量.已知:
化学式电离常数(25℃)
HCNK=4.9×l0-10
CH3COOHK=1.8×l0-5
H2CO3K1=4.3×l0-7、K2=5.6×l0-11
回答下列问题
?25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三溶液的pH由大到小的顺序为Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液.
?向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为:NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3
(5)常温下,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11.若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是1:4.

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4.下列各组物质,前者属于电解质,后者属于非电解质的是(  )
A.NaCl晶体       BaSO4B.铜             二氧化硫
C.液态的醋酸     酒精D.熔融的KNO3    硫酸溶液

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11.下列关于有机化合物的说法正确的是(  )
A.C3H6和C4H8互为同系物
B.CH2Cl2有2种同分异构体
C.苯乙烯分子中的所有原子不可能处于同一个平面
D.乙酸与乙醇的酯化反应是可逆反应

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2.(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示可逆反应的进行程度越大,K值大小与温度的关系是:温度升高,K值可能增大也可能减小(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小).
(2)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2 (g)?2SO3(g) (△H<0)
①写出该反应的化学平衡常数表达式 K=$\frac{[S{O}_{3}]^{2}}{[S{O}_{2}]^{2}•[{O}_{2}]}$
②降低温度,该反应K值增大,二氧化硫转化率增大,化学反应速度减小(以上均填增大、减小或不变)
③600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是15-20min;25-30min.
④据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是增加了O2的浓度(用文字表达)
⑤10min到15min的曲线变化的原因可能是ab(填写编号).
a.加了催化剂     b.缩小容器体积   c.降低温度  d.增加SO3的物质的量.

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9.1L某混合溶液,可能含有的离子如表:
可能大量含有的阳离子H+、K+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+
可能大量含有的阴离子Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2-
(1)往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示.则该溶液中一定不含有的离子是Mg2+、Fe2+、Fe3+、CO32-、AlO2-
(2)BC段离子方程式为NH4++OH-═NH3•H2O.
(3)经检测,该溶液中还含有大量的Cl-、Br-、I-,若向1L该混合溶液中通入一定量的Cl2,溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积(标准状况)的关系如表所示,分析后回答下列问题:
Cl2的体积(标准状况)2.8L5.6L11.2L
n(Cl-1.25mol1.5mol2mol
n(Br-1.5mol1.4mol0.9mol
N(I-a mol00
①a=0.15.
②当通入Cl2的体积为2.8L时,溶液中发生反应的离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-
③原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为10:15:4.

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6.下列指定反应的离子方程式正确的是(  )
A.AlCl3溶液中加入过量氨水:A13++4 NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O
B.NaA1O2溶液中AlO2-的水解:AlO2-+2H2O═A1(OH)3↓+OH-
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7.请写出以下反应的离子方程式:
贝壳→石灰乳$\stackrel{母液}{→}$Mg(OH)2$→_{【结晶】}^{()}$MgCl2•6H2O$→_{【脱水】}^{(HCl)}$MgCl2$→_{【】}^{()}$Mg
①钠单质投入水中:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2
②用NaOH溶液吸收氯气:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.

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