Question

某化學(xué)興趣小組為探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性強弱，設(shè)計了如下實驗：

（1）①連接儀器：把玻璃導(dǎo)管插入橡膠塞的操作是：               ，然后對準橡膠塞上得空稍稍用力轉(zhuǎn)動，將其插入。

②檢查氣體發(fā)生裝置A的氣密性的操作是：                ，向分液漏斗中注水，若水不能順利流下，則氣密性良好。

（2）整套實驗裝置存在一處明顯不足，請指出            。

用改正后的裝置進行實驗。實驗過程如下：

（3）因忙于觀察和記錄，沒有及時停止反應(yīng)，D、E中均發(fā)生了新的變化：

D裝置中：紅色慢慢褪去。

E裝置中：CC1₄層先由無色變?yōu)槌壬�，后顏色逐漸變成紅色。

為探究上述實驗現(xiàn)象的本質(zhì)，小組同學(xué)查得資料如下：

①請用平衡移動原理（結(jié)合化學(xué)用語）解釋Cl₂過量時D中溶液紅色褪去的原因        ，請設(shè)計簡單實驗證明上述解釋：                 。

②欲探究E中顏色變化的原因，設(shè)計實驗如下：

用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸餾、收集紅色物質(zhì)，取少量，加入AgNO₃溶液，結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生。請結(jié)合化學(xué)用語解釋僅產(chǎn)生白色沉淀的原因        。

 

Answer 1

【答案】

（1）①先將玻璃管口用水潤濕 (2分）

關(guān)閉止水夾b，打開活塞a (2分)

（2）缺少尾氣處理裝置(2分）    Cl₂ > Br₂ > Fe³⁺ (2分)

（3）①過量氯氣和SCN^–反應(yīng)2SCN^- + Cl₂= 2Cl^- + (SCN)₂，使SCN^-濃度減小，使Fe³⁺ +3SCN^-Fe(SCN)₃ 平衡向逆反應(yīng)方向移動而褪色。(2分)

取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則上述推測合理。

或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl₃溶液，若溶液不變紅，則上述推測合理。（其它合理答案也得分）(2分)

②BrCl + H₂O = HBrO + HCl反應(yīng)產(chǎn)生Cl^-，由于AgBrO易溶于水，加入AgNO₃溶液，只能生成AgCl沉淀。(2分）

【解析】

試題分析：本題探究氧化性的強弱，用強制弱的原理進行相關(guān)的實驗。這個實驗的流程為制取氯氣→收集（安全瓶）→凈化氯氣（除HCl）→然后進行實驗。在兩組實驗中可以對比是先氧化Fe^2＋還是Br^－。從而得到相關(guān)的結(jié)論。

（2）A裝置中產(chǎn)生氯氣，D裝置中溶液變紅，這說明反應(yīng)中有Fe^3＋生成，即氯氣將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子。E裝置中水層溶液變黃，振蕩后，CCl₄層無明顯變化，這說明反應(yīng)中氯氣首先氧化亞鐵離子，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性可知，氧化性強弱順序是Cl₂ ＞Br₂ ＞Fe^3＋。

（3）①因為氧化性是Cl₂＞(SCN)₂，所以過量氯氣和SCN^－反應(yīng)：2SCN^－+Cl₂→2Cl^－+(SCN)₂，使SCN^－濃度減小，則可逆反應(yīng)Fe^3＋+3SCN^－Fe(SCN)₃ 平衡逆向移動而褪色。要證明上述結(jié)論，可以根據(jù)平衡移動原理，即取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則上述推測合理。(或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl₃溶液，若溶液不變紅，則上述推測合理。

②由于過量的Cl₂和Br₂反應(yīng)生成的BrCl，BrCl與水發(fā)生水解反應(yīng)生成鹽酸和次溴酸，反應(yīng)的方程式是BrCl + H₂O →HBrO + HCl。反應(yīng)只產(chǎn)生Cl^－，不產(chǎn)生Br^－，所以只能得到白色沉淀氯化銀，得不到溴化銀淺黃色沉淀。

考點：本題是綜合實驗探究，考查信息的加工、整合、處理能力。