Question

鐵的單質(zhì)和化合物在實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)中都有重要作用．
Ⅰ．某同學(xué)將Cl₂通入FeCl₂和KSCN混合溶液中，現(xiàn)象為：

操作	現(xiàn)象
	現(xiàn)象1：A中溶液變紅 現(xiàn)象2：稍后，溶液由紅色變?yōu)辄S色

（1）B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）A中溶液變紅的原因是

 

．
（3）為探究產(chǎn)生現(xiàn)象2的原因，該同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①取少量A中黃色溶液于試管加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，則溶液中一定存在

 

．
②取少量A中黃色溶液于試管中，加入過量KSCN溶液，最終得到血紅色溶液．
實(shí)驗(yàn)說明，F(xiàn)e³⁺ 與SCN^-生成紅色Fe（SCN）₃的反應(yīng)

 

可逆反應(yīng)（是或不是）．
（4）該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)猜想，SCN^-可能被氯水氧化．查資料得知SCN^-的電子式為，離子反應(yīng)為：SCN^-+8Cl₂+9H₂O=SO₄^2-+NO₃^-+16Cl^-+18H⁺+CO₂；
①上述反應(yīng)中，0.5molSCN^-被氧化時(shí)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為

 

個(gè)．
②若要檢驗(yàn)產(chǎn)物中含有SO₄^2-，常用的化學(xué)試劑是

 

（寫試劑名稱）．
Ⅱ．①高鐵電池因原料豐富、綠色環(huán)保而倍受關(guān)注．Zn-K₂FeO₄堿性電池的某電極的放電產(chǎn)物為FeOOH，該極電極為

 

極，電極反應(yīng)式為

 

．
②消毒劑高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）集氧化、吸附、凝聚、殺菌等功能于一體，目前被廣泛應(yīng)用于自來水凈化．請(qǐng)說明其原理

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鐵的化學(xué)性質(zhì),鐵的氧化物和氫氧化物

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（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）Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應(yīng)生成紅色的硫氰化鐵溶液，呈紅色，據(jù)此答題；
（3）①A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⁺，據(jù)此答題；
②依據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷存在化學(xué)平衡；
（4）①根據(jù)SCN^-的電子式為可知，SCN^-中碳顯+4價(jià)，硫顯-2價(jià)，氮顯-3價(jià)，碳已經(jīng)是最高正價(jià)了，SCN^-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；
②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，據(jù)此答題；
（5）①放電生成FeOOH，依據(jù)元素化合價(jià)分析，鐵元素化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)，為原電池的正極；
②消毒劑高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）集氧化、吸附、凝聚、殺菌等功能于一體，高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，殺菌消毒，被還原的產(chǎn)物可以生成氫氧化鐵膠體具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用，可以凈水凝聚等．

解答： 解：（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+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（2）Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應(yīng)生成紅色的硫氰化鐵溶液，呈紅色，
故答案為：Fe²⁺被Cl₂氧化生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺與SCN^-反應(yīng)生成紅色的，所以溶液變紅；
（3）①A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⁺；
②Fe³⁺ 與SCN^-生成紅色Fe（SCN）₃的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，存在化學(xué)平衡；
故答案為：是；
（4）①根據(jù)SCN^-的電子式為可知，SCN^-中碳顯+4價(jià)，硫顯-2價(jià)，氮顯-3價(jià)，碳已經(jīng)是最高正價(jià)了，SCN^-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0.5molSCN^-被氧化要轉(zhuǎn)移8mol電子，電子總數(shù)為8N_A，
故答案為：8N_A；
②加入用鹽酸酸化后，再加入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；
故答案為：鹽酸、氯化鋇溶液；
（5）①Zn-K₂FeO₄堿性電池的某電極的放電產(chǎn)物為FeOOH，鐵元素化合價(jià)降低，被還原發(fā)生還原反應(yīng)，是原電池正極，該極電極為正極，電極反應(yīng)為：FeO₄^2-+3e^-+3H₂O=FeOOH+5OH^-；
故答案為：正；FeO₄^2-+3e^-+3H₂O=FeOOH+5OH^-；
②消毒劑高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）集氧化、吸附、凝聚、殺菌等功能于一體，高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，殺菌消毒，被還原的產(chǎn)物可以生成氫氧化鐵膠體具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用，可以凈水凝聚等；
故答案為：Na₂FeO₄具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌消毒，還原產(chǎn)物Fe³⁺ 水解生成氫氧化鐵膠體能夠凝聚水中的懸浮物并能夠吸附色素達(dá)到凈水的目的．

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、原電池原理分析等知識(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，題目難度中等．