Question

【題目】為驗證氧化性：Cl2>Fe3+>SO2，某小組用圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和甲中加熱裝置已略，氣密性已檢驗)。

實驗步驟：

(1)在甲裝置中，打開活塞a，加熱，待裝置中充滿黃綠色氣體時，與丙裝置連接。

(2)當丙裝置中FeC12溶液變黃時，停止加熱。

(3)打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。

(4)在乙裝置中，打開活塞b，待空氣排盡后，將乙中產(chǎn)生的氣體通入上述丙裝置變黃后的溶液中，一段時間后停止。

(5)更新丙中試管，打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。

回答下列問題：

(1)乙中發(fā)生反應的化學方程式為_________。

(2)實驗中，證明氧化性Fe3+＞SO2的離子方程式為_________。

(3)將甲裝置與丙裝置連接的目的是_______。

(4)有I、II、III三組同學分別完成了上述實驗，實驗結(jié)果如圖：

上述實驗結(jié)果一定能夠證明氧化性:Cl2>Fe3+>SO2的是______(用“I”、“II”、“III”代號回答)。

(5)若要用以上甲和丙裝置證明氧化性為：Cl2> Fe3+> I2的結(jié)論，則步驟為：

①往丙的漏斗中加入兩種試劑____、___和一種溶劑_____。

②將甲裝置中產(chǎn)生的Cl2慢慢通入丙中，觀察丙的漏斗中溶液顏色變化。

③如果觀察到丙中溶液________則結(jié)論正確。

④停止通入Cl2

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4 (70%)=Na2SO4+SO2↑+H2O 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+ 為了證明Cl2的氧化性強于Fe3+ I、III FeI2 KSCN CCl4 下層(CCl4層)先由無色變?yōu)樽霞t色，后看到上層溶液由淺綠色變?yōu)榧t色

【解析】

在甲裝置中MnO2與濃鹽酸混合加熱制取Cl2，將制取得到的Cl2通入丙裝置中，發(fā)生反應2FeCl2+Cl2=2FeCl3，證明物質(zhì)的氧化性：Cl2>Fe3+，溶液由淺綠色變?yōu)辄S色，打開活塞c，使約2 mL的溶液滴入試管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，證明反應產(chǎn)生了Fe3+；打開乙裝置的b活塞，使硫酸進入燒瓶，發(fā)生反應產(chǎn)生SO2氣體，將SO2氣體通入丙裝置的分液漏斗中，發(fā)生反應：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+，通過檢驗SO證明物質(zhì)的氧化性Fe3+>SO2。

(1)在裝置乙中使硫酸進入燒瓶，與發(fā)生Na2SO3反應產(chǎn)生SO2氣體，反應的化學方程式為Na2SO3+H2SO4 (70%)=Na2SO4+SO2↑+H2O；

(2)實驗中，向FeCl3溶液中通入SO2氣體，發(fā)生反應：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+，溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色，就證明氧化性Fe3+>SO2；

(3) Cl2通入丙裝置中，發(fā)生反應2FeCl2+Cl2=2FeCl3，溶液由淺綠色變?yōu)辄S色，證明物質(zhì)的氧化性：Cl2>Fe3+，所以將甲裝置與丙裝置連接的目的是：為了證明Cl2的氧化性強于Fe3+；

(4)若物質(zhì)的氧化性：Cl2>Fe3+>SO2，根據(jù)物質(zhì)的氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，可知會發(fā)生反應：2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+；2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+；所以只要步驟3中證明含有Fe3+，就證明氧化性Cl2>Fe3+；若步驟3中同時還存在Fe2+，說明在溶液中不存在Cl2，但是在步驟5能檢驗出含有SO，說明只能是Fe3+氧化SO2所致。因此可以證明物質(zhì)的氧化性：Cl2>Fe3+>SO2，Ⅰ正確；

若步驟3溶液中有Fe3+而無Fe2+，則可能是Cl2與Fe2+恰好反應，也可能是Cl2過量。因此步驟5的溶液中含有的SO也可能是Cl2氧化所致，因此不能證明該結(jié)論的正確性，Ⅱ錯誤；

若步驟3溶液中有Fe3+而無Fe2+，則可能是Cl2與Fe2+恰好反應，也可能是Cl2過量，而步驟5的溶液中含有的Fe2+，則發(fā)生反應2Fe3++ SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+；證明氧化性Fe3+>SO2，Ⅲ正確；

故合理選項是I、III；

(5)將甲裝置產(chǎn)生的Cl2通入到丙裝置中的FeI2溶液中，氯氣先氧化I-產(chǎn)生I2單質(zhì)，然后氧化Fe2+生成Fe3+，用CCl4萃取碘單質(zhì)，用KSCN溶液檢驗Fe3+，

①根據(jù)以上分析可知，往丙的漏斗中加入兩種試劑FeI2、KSCN和一種溶劑CCl4；

②將甲裝置中產(chǎn)生的Cl2慢慢通入丙中，觀察丙的漏斗中溶液顏色變化；

③如果觀察到下層(CCl4層)先由無色變?yōu)樽霞t色，后看到上層溶液由淺綠色變?yōu)榧t色，就證明結(jié)論：Cl2>Fe3+> I2。