Question

【題目】氯氣是一種重要的化工原料，在生產和生活中的應用十分廣泛。某化學興趣小組在實驗室中對Cl2與FeCl2和KSCN混合溶液的反應進行了探究。回答下列問題：

（1）氯氣的制備

①氯氣的發生裝置可以選擇上圖中的_________，反應的化學方程式為_________________。

②欲收集一瓶干燥純凈的氯氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為______________（按氣流方向，用小寫字母表示）。

（2）Cl2與FeCl2和KSCN混合溶液的反應

隨著Cl2不斷通入，A裝置中溶液先變紅，后由紅色變為黃色。

裝置B中發生反應的離子方程式為___________________________________________。

（3）實驗探究

為了探究A裝置中溶液由紅色變為黃色的原因，該小組進行了如下實驗：

實驗一：取A中黃色溶液于試管中，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成。

實驗二：取A中黃色溶液于試管中，加入過量的KSCN溶液，最終得到紅色溶液。

該興趣小組根據實驗現象，猜想是SCN可能被Cl2氧化了，他們又進行了如下研究。

查閱資料顯示：SCN的電子式為。

①該興趣小組認為SCN中碳元素沒有被氧化，理由是____________________________。

②取A中黃色溶液于試管中，加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液，產生白色沉淀，由此證明SCN中被氧化的元素是________（填元素名稱）。

③通過實驗證明了SCN中氮元素轉化為NO3，他們的實驗方案是__________________________________________________________________________________________________。

根據以上實驗探究結論寫出SCN與Cl2反應的離子方程式為__________________________。

Answer 1

【答案】 B MnO2 ＋ 4HCl（濃） MnCl2＋Cl2 ↑＋2H2O

或A 2KMnO4＋16HCl（濃）＝2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O＋2KCl

（或KClO3＋6HCl（濃）＝3Cl2↑＋3H2O＋KCl）

（第一空填B或A均給分。若填B，第二空必須是二氧化錳與濃鹽酸反應才給分；若填A，第二空必須是高錳酸鉀或氯酸鉀與濃鹽酸反應。方程式沒配平給1分，反應物、生成物化學式書寫錯誤或濃鹽酸未注明均不給分。） a i h d e f g j Cl2＋2OH＝Cl＋ClO＋H2O SCN中的碳元素是最高價態+4價 硫（元素） 取適量銅粉于試管中，加入A中黃色溶液和一定量的稀鹽酸，加熱，觀察到試管上方有紅棕色氣體生成，則證明SCN中氮元素被氧化為NO3 SCN＋8Cl2＋9H2O＝NO3＋SO42＋CO2＋16Cl＋18H+

【解析】(1)①實驗室可選擇B裝置利用二氧化錳和濃鹽酸混合加熱制氯氣，反應的化學方程式為 MnO2 ＋ 4HCl(濃) MnCl2＋Cl2 ↑＋2H2O；

②利用濃鹽酸制得的氯氣中混有揮發出的氯化氫和水蒸氣，可利用F中飽和食鹽水除HCl、D中濃硫酸干燥、E裝置收集及G裝置尾氣處理，其中收集氯氣是導管是長進短出，根據氣流方向裝置連接順序為a i h d e f g j；

(2)B裝置是用來吸收氯氣尾氣的，根據元素守恒和電荷守恒可以寫出離子方程式為：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；

(3)①根據SCN-的電子式為可知，SCN-中碳顯+4價，硫顯-2價，氮顯-3價，碳已經是最高正價了，不能再被氧化了；

②加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液，產生白色沉淀，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，而原來SCN-中硫顯-2價，所以被氧化的元素為硫元素；

③利用硝酸根離子在酸性條件下有強氧化性，遇到銅被還原，生成一氧化氮，在空氣中被　氧化成紅棕色的二氧化氮氣體，可以檢驗硝酸根離子的存在，據此可知實驗方案為：取足量銅粉于試管中，加入A中黃色溶液和一定量的稀鹽酸，加熱，觀察到試管上方有紅棕色氣體生成，證明A中存在，SCN-中氮元素被氧化成NO3 ；根據以上實驗探究結論寫出SCN與Cl2反應的離子方程式為SCN＋8Cl2＋9H2O＝NO3＋SO42＋CO2＋16Cl＋18H+。