Question

3．氧化還原反應是化學反應中的基本反應之一，研究氧化還原反應，對人類的進步  具有極其重要的意義．
I．某化學興趣小組為探究Ag⁺和Fe³⁺氧化性，設計了如下實驗：
第一步：將光亮的鐵絲伸入AgNO₃溶液中，一段時間后將鐵絲取出．
第二步：為檢驗溶液中Fe的氧化產物，將溶液中的Ag⁺除盡后，進行了如下實驗．可選用的試劑：KSCN溶液、酸性KMnO₄溶液、氯水．請完成表：

操    作	現(xiàn)象	結論
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加人KSCN溶液，振蕩	（1）	存在Fe3+
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入 （2），振蕩	（3）	存在Fe2+

【實驗結論】Fe的氧化產物為Fe²⁺和Fe³⁺，氧化性：Ag⁺大于Fe³⁺（填“大于”或“小于”）．
Ⅱ．生物質混煤燃燒是當今能源燃燒利用的最佳方式之一，但生物質中氯含量較多，燃燒過程中會形成金屬氯化物（如NaCl）和Cl₂等物質，對金屬爐壁造成腐蝕．
（1）NaCl和Cl₂中化學鍵的類型分別是離子鍵和共價鍵．
（2）燃煤過程中生成的SO₂會與NaCl等物質發(fā)生反應，生成硫酸鹽和Cl₂．若生成Cl₂22.4L（標況）時轉移電子數(shù)為4×6.02×10²³，該反應的化學方程式是2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂．
Ⅲ．將32g銅與l40mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO₂混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L．請回答：
①待產生的氣體全部釋放后，向溶液加入V mL amol•L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為$\frac{500+aV}{140}$mol/L．（用含V、a的式子表示）
②欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，至少需要H₂O₂的質量為17g．

Answer 1

分析 Ⅰ、依據(jù)鐵離子與硫氰酸鉀溶液反應生成血紅色溶液驗證鐵離子的存在，加入KMnO₄酸性溶液溶液會和亞鐵離子反應，溶液紫色褪去，依據(jù)鐵和硝酸銀溶液反應生成鐵離子和亞鐵離子分析，銀離子氧化性大于鐵離子；
Ⅱ、（1）NaCl屬于離子化合物，含有離子鍵，Cl₂中氯原子之間形成共價鍵；
（2）由題目信息可知，SO₂與NaCl等物質生成硫酸鈉和Cl₂，根據(jù)S、O原子比例關系可知，應有氧氣參與反應，配平書寫化學方程式；
Ⅲ、①恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物質的量為0.5mol+aV×10^-3mol；
②發(fā)生Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，n（Cu）=$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，混合氣體物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，結合電子、原子守恒計算．欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，用雙氧水氧化，雙氧水得到的電子等于NO、NO₂失去的電子，根據(jù)電子得失守恒計算．

解答 解：Ⅰ、（1）取少量除盡Ag⁺后的溶液于試管中，加入KSCN溶液，振蕩，若含有鐵離子溶液會變血紅色，驗證亞鐵離子實驗是取少量除盡Ag⁺后的溶液于試管中，加入KMnO₄酸性溶液溶液會和亞鐵離子反應，溶液紫色褪去，說明鐵和硝酸銀溶液發(fā)生反應生成硝酸亞鐵，硝酸鐵，證明鐵離子氧化性小于銀離子，
【實驗結論】Fe的氧化產物為Fe²⁺和Fe³⁺，離子氧化性Ag⁺＞Fe³⁺，
故答案為：溶液呈紅色，酸性KMnO₄溶液，紫色褪去；大于；
Ⅱ、（1）NaCl屬于離子化合物，含有離子鍵，Cl₂中氯原子之間形成共價鍵，故答案為：離子鍵；共價鍵；
（2）由題目信息可知，SO₂與NaCl等物質生成硫酸鈉和Cl₂，根據(jù)S、O原子比例關系可知，應有氧氣參與反應，反應化學方程式為2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂，
故答案為：2NaCl+SO₂+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+Cl₂；
Ⅲ、①恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物質的量為0.5mol+aV×10^-3mol，
則原硝酸溶液的濃度為$\frac{0.5+aV×1{0}^{-3}}{0.14}$mol/L=$\frac{500+aV}{140}$mol/L，
故答案為：$\frac{500+aV}{140}$；
②n（Cu）=$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，混合氣體物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，設NO和NO₂的物質的量分別為x、y，由電子、原子守恒可知，
x+y=0.5
3x+y=0.5×2，
解得x=0.25mol，
y=0.25mol，
用雙氧水使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，雙氧水得到的電子等于NO、NO₂失去的電子，設需要雙氧水mg，根據(jù)電子得失守恒，
有：0.25×3+0.25×1=0.25×4=$\frac{m}{34}$×2，解得：m=17g，
故答案為：17．

點評 本題考查物質的性質及反應原理，為高頻考點，把握物質的性質、發(fā)生的反應、蓋斯定律計算反應熱等為解答的關鍵，側重元素化合物知識及反應原理的綜合考查，題目難度中等．