Question

1．按要求回答下列问题：
（1）O₄是意大利的一位科学家合成的一种新型氧分子，一个分子由四个氧原子构成，在相同条件下，等质量的O₄和O₃氧原子数之比为1：1；两种气体的体积之比为3：4．
（2）氯元素是生产生活中常见的非金属元素．将Cl₂通入NaOH溶液中得到以NaClO为有效成分的漂白液，写出该反应的离子方程式Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O； 使用Cl₂为自来水消毒时，会与水中的有机物生成对人体有害的有机氯化物．下列物质中可以替代Cl₂为自来水杀菌消毒的ad（填字母序号）．
a．臭氧           b．NH₃         c．明矾          d．ClO₂
（3）某同学为检验溶液中是否含Fe²⁺，做如下实验：取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象；再滴加H₂O₂，发现溶液变红色；继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去且有气泡产生．为弄清其中缘由，他查阅资料知：H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺（SCN^-中S为-2价）
①该反应中，被氧化的元素为N、S，每生成lmolCO₂转移的电子数为11N_A；
②根据该同学的实验现象，请判断还原性强弱为：Fe²⁺＞SCN^-（填＜、=或＞）．

Answer 1

分析 （1）等质量的O₄和O₃，构成元素相同、其摩尔质量相同，所以其原子个数相等；相同条件下，气体摩尔体积相等，根据V=$\frac{m}{M}$Vm知，质量相同、气体摩尔体积相同时，其体积之比等于摩尔质量反比；
（2）Cl₂通入NaOH溶液中，反应生成氯化钠、NaClO、水；替代Cl₂为自来水杀菌消毒的物质应具有强氧化性；
（3）乙同学进行如下实验：取少量溶液于试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液，无明显现象；再滴加H₂O₂，发现溶液变红色，说明含有Fe²⁺，不含Fe³⁺；继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去且有气泡产生，发生H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺，反应中N、S盐酸化合价升高，被氧化，结合化合价的变化以及物质的性质解答该题．

解答 解：（1）等质量的O₄和O₃，构成元素相同、其摩尔质量相同，所以其原子个数相等，为1：1；相同条件下，气体摩尔体积相等，根据V=$\frac{m}{M}$Vm知，质量相同、气体摩尔体积相同时，其体积之比等于摩尔质量反比=48g/mol：64g/mol=3：4，
故答案为：1：1；3：4；
（2）氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸与水，反应离子方程式为：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，替代Cl₂为自来水杀菌消毒的物质应具有强氧化性，可以用臭氧、ClO₂代替，氨气不能杀菌消毒、硫酸铝可以除去悬浮物质，不能杀菌消毒，
故答案为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；ad；
（3）①乙同学进行如下实验：取少量溶液于试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液，无明显现象；再滴加H₂O₂，发现溶液变红色，说明含有Fe²⁺，不含Fe³⁺；继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去且有气泡产生，发生H₂O₂+SCN^-→SO₄^2-+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺，反应中N、S盐酸化合价升高，S元素化合价有-2价升高到+6价，N元素化合价由-3价升高到0价，被氧化，每生成lmol CO₂，有方程式可知生成1molSO₄^2-，0.5mol+N₂，转移的电子的物质的量为1mol×8+0.5mol×2×3=11mol，为11N_A个，
故答案为：N、S；11；
②由反应的先后顺序可知过氧化氢先氧化Fe²⁺，则Fe²⁺还原性较强，
故答案为：＞．

点评 本题综合考查物质的量的计算以及氧化还原反应等知识，为高频考点，题目难度中等，注意掌握离子反应发生条件，明确常见离子的检验方法，试题培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．