Question

【題目】某化學(xué)興趣小組為探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________。

②整套實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的不足，請(qǐng)指出_______________________。

(2)因忙于觀察和記錄，沒有及時(shí)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：CCl4層先由無色變?yōu)槌壬�，后顏色逐漸加深，直至變成紅色。

為探究上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)，小組同學(xué)查得資料如下：

①用平衡移動(dòng)原理(結(jié)合上述資料)解釋Cl2過量時(shí)D中溶液紅色褪去的原因___________，現(xiàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明上述解釋：取少量褪色后的溶液，滴加____________溶液，若溶液顏色________，則上述解釋是合理的。

②探究E中顏色變化的原因，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(qǐng)結(jié)合上述資料用兩步方程式(離子或化學(xué)方程式不限定)解釋僅產(chǎn)生白色沉淀原因_________________________。

Answer 1

【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 缺少尾氣處理裝置 過量氯氣和SCN－反應(yīng)2SCN－＋Cl2==2Cl－＋(SCN)2，使SCN－濃度減小，則Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡逆向移動(dòng)而褪色 KSCN 變紅色(或 FeCl3溶液，不變紅) BrCl＋H2O==HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－==AgCl↓

【解析】

打開活塞a，向圓底燒瓶中滴入適量濃鹽酸，然后關(guān)閉活塞a，點(diǎn)燃酒精燈，會(huì)發(fā)現(xiàn)：D裝置中：溶液變紅，說明發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2Fe2＋==2Cl－＋2Fe3＋，Fe3＋與SCN－溶液反應(yīng)生成Fe(SCN)3為紅色；E裝置中：通入少量氯氣時(shí)，發(fā)生Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。

(1)①在裝置A中濃鹽酸與MnO2在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

②氯氣是有毒氣體，會(huì)造成大氣污染，在整套實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的不足，就是缺少尾氣處理裝置。

(2)①Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3是一個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)Cl2過量時(shí)，過量的氯氣和SCN－反應(yīng)2SCN－＋Cl2===2Cl－＋(SCN)2，使SCN－濃度減小，則Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡逆向移動(dòng)而褪色。

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明上述解釋：取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液顏色變紅色，就證明是平衡發(fā)生了移動(dòng)；或向溶液中滴加FeCl3溶液，溶液不變紅色，也證明溶液中SCN－濃度減小，平衡發(fā)生了移動(dòng)；

②探究E中顏色變化的原因，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。這是由于Cl2＋Br2==2BrCl；BrCl ＋H2O ==HBrO＋HCl，Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以溶液顏色變成紅色。