Question

.（本題16分）為驗證氧化性：Cl₂>Fe³⁺>SO₂，某小組用下圖所示裝置進(jìn)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(dāng)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）甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________。
（2）用70%的硫酸制取SO₂，反應(yīng)速率比用98%的硫酸快，原因是__________________。
（3）實驗中，證明氧化性Fe³⁺＞SO₂的離子方程式為_____________________________。
（4）有I、II、III三組同學(xué)分別完成了上述實驗，實驗結(jié)果如下：

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

33.答案（16分）
（1）MnO₂ + 4 HCl（濃）= MnCl₂ + Cl₂↑+ 2H₂O （加熱）（2分）（不寫“加熱”、“濃”不得分；不標(biāo)氣體符號扣1分）
（2）70%的H₂SO₄比98%的H₂SO₄電離程度大，溶液中H⁺濃度大，反應(yīng)速度快 （2分）（只答“70%的H₂SO₄溶液溶液中H⁺濃度大”也可得分）
（3）2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O = 2Fe²⁺ + SO₃^2- + 4H⁺（2分）
（4）Ⅰ和Ⅲ （4分；各2分）
（5）①FeI₂、KSCN、CCl₄（3分）
③下層（CCl₄層）先由無色變?yōu)樽霞t色（1分）；后看到上層溶液由淺綠色（1分）變?yōu)榧t色（1分）。

試題分析： （1）根據(jù)甲裝置中的物質(zhì)提示，可以判斷該裝置是實驗室制備氯氣的發(fā)生裝置，所以該裝置中發(fā)生的反應(yīng)是MnO₂ + 4 HCl（濃）= MnCl₂ + Cl₂↑+ 2H₂O。
（2）裝置乙是實驗室制備SO2的發(fā)生裝置，該反應(yīng)的原理是利用難揮發(fā)的酸性強的硫酸制備酸性較弱且易分解的亞硫酸，所以要較快制得較多的亞硫酸（SO2）則需要溶液中含有的氫離子的濃度較大，所以對于不同濃度的硫酸而言，硫酸的濃度小，電離程度越大，所以用70%的硫酸制取SO₂，溶液中H⁺濃度大，反應(yīng)速率比用98%的硫酸快。
（3）得以證明氧化性Fe³⁺＞SO₂ ，則在變黃的氯化亞鐵中通入SO2后，SO2又被Fe³⁺ 氧化，所以反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O =" 2" Fe³⁺  + SO₃^2- + 4H⁺ 。
（4）I組同學(xué)檢驗得到的步驟3溶液既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺ ，說明溶液中的Fe³⁺ 是氯氣氧化而得，且一定不含有過量的氯氣，所以步驟5中檢測到的SO₄^2- ，也一定是由Fe³⁺ 氧化SO2所得，因此可以得出結(jié)論氧化性:Cl₂>Fe³⁺>SO₂ 。III組同學(xué)檢測到的步驟3溶液只有Fe³⁺不含F(xiàn)e²⁺，能說明溶液中的Fe³⁺ 是氯氣氧化而得，而步驟5中檢測到的Fe²⁺，也可以說明溶液中Fe²⁺ 是SO2還原Fe³⁺ 而得，所以可以得出氧化性:Cl₂>Fe³⁺>SO₂ 的結(jié)論。II組同學(xué)檢測到的步驟3溶液只有Fe³⁺不含F(xiàn)e²⁺，與III組同學(xué)相似，溶液中都有可能溶解有過量的氯氣，因此步驟5中檢測到的SO₄^2- ，有可能是溶解在其中的過量氯氣氧化SO2所得，所以不能說明氧化性Fe³⁺>SO₂ ，因此選I、III。
（5）若要用以上甲和丙裝置證明氧化性為：Cl₂> Fe³⁺> I₂的結(jié)論，則必須要在分液漏斗中加入含有Fe²⁺ 、I-的試劑，所以可以選用FeI₂ 鹽溶液；證明氧化生成了Fe³⁺和 I₂ 則需要加入檢驗性的試劑KSCN和有機溶劑如CCl4。若觀察分層的溶液的上層淺綠色變紅，下層顯紫紅色，則結(jié)論正確。