Question

13．某探究學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置進(jìn)行SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱比較實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
I．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時(shí)，停止通氣
Ⅱ．打開(kāi)活寒b，使約2ml的溶液流入D試管中，檢驗(yàn)D溶液中的離子
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體
IV．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅱ，檢驗(yàn)取出溶液中的離子
（1）儀器B的名稱是分液漏斗，棉花中浸潤(rùn)的溶液為NaOH溶液的是吸收Cl₂、SO₂，防尾氣污染環(huán)境
（2）實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應(yīng)中消耗4molHCl，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是2N_A
（3）過(guò)程Ⅲ中一定發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．過(guò)程ⅠV中檢驗(yàn)取出溶液中足否含有硫酸根的操作是取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-，反之無(wú)
（4）甲、乙、丙三同學(xué)分別完成了上述實(shí)驗(yàn)，下表是他們的檢測(cè)結(jié)果，其中一定能夠證明SO、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱關(guān)系的是乙、丙：則SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱順序是SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-

	過(guò)程Ⅱ中檢出離子	過(guò)程ⅠV中檢出離子
甲	有 Fe3+無(wú) Fe2+	有SO42-
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有S042-
丙	有Fe3+無(wú)Fe2+	有Fe2+

Answer 1

分析 Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時(shí)，則氯氣將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵時(shí)，停止通氣；
Ⅱ．打開(kāi)活塞b，使約2ml的溶液流入D試管中，用KSCN溶液來(lái)檢驗(yàn)溶液中的三價(jià)鐵離子；
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體，還原三價(jià)鐵，生成二價(jià)鐵和硫酸根；
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅱ，用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來(lái)檢驗(yàn)有SO₄^2-；據(jù)此分析解答；
（1）儀器B的名稱是分液漏斗；Cl₂、SO₂有毒污染空氣，應(yīng)有尾氣處理，裝置中的棉花需要浸潤(rùn)強(qiáng)堿溶液吸收Cl₂、SO₂；
（2）實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸加熱來(lái)制備氯氣；反應(yīng)中消耗4molHCl，會(huì)生成2mol氯氣，轉(zhuǎn)移了2mol電子；
（3）根據(jù)以上分析，過(guò)程Ⅲ中一定發(fā)生反應(yīng)為二氧化硫還原三價(jià)鐵，生成二價(jià)鐵和硫酸根；用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來(lái)檢驗(yàn)有SO₄^2-；
（4）該題的理論依據(jù)是氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物，也強(qiáng)于還原劑的氧化性；
甲．B可能有存在溶解的氯氣氧化SO₂；
乙．B中存在Fe³⁺、Fe²⁺，說(shuō)明Cl₂氧化性強(qiáng)于Fe³⁺，且沒(méi)有Cl₂剩余；故后有SO₄^2-能說(shuō)明Fe³⁺氧化性強(qiáng)于SO₂；
丙．B中存在Fe³⁺，說(shuō)明Cl₂氧化性強(qiáng)于Fe³⁺；后生成了Fe²⁺，只能是Fe³⁺被SO₂還原；
根據(jù)乙和丙的分析判斷SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱順序．

解答 解：Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時(shí)，則氯氣將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵時(shí)，停止通氣；
Ⅱ．打開(kāi)活塞b，使約2ml的溶液流入D試管中，用KSCN溶液來(lái)檢驗(yàn)溶液中的三價(jià)鐵離子；
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體，還原三價(jià)鐵，生成二價(jià)鐵和硫酸根；
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅱ，用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來(lái)檢驗(yàn)有SO₄^2-；
（1）儀器B的名稱是分液漏斗；Cl₂、SO₂有毒污染空氣，應(yīng)有尾氣處理，裝置中的棉花需要浸潤(rùn)強(qiáng)堿溶液吸收Cl₂、SO₂，
故答案為：分液漏斗； NaOH溶液；吸收Cl₂、SO₂，防尾氣污染環(huán)境；
（2）實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸加熱來(lái)制備氯氣，方程式為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應(yīng)中消耗4molHCl會(huì)生成2mol氯氣，轉(zhuǎn)移了2mol電子，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A，
故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2N_A；
（3）根據(jù)以上分析，過(guò)程Ⅲ中一定發(fā)生反應(yīng)為二氧化硫還原三價(jià)鐵，生成二價(jià)鐵和硫酸根，方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來(lái)檢驗(yàn)有SO₄^2-；
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-，反之無(wú)； 
（4）根據(jù)通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃，說(shuō)明氯氣將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，則氧化性氯氣大于三價(jià)鐵離子，還原性Fe²⁺＞Cl^-；當(dāng)通入一定量的SO₂氣體時(shí)，有硫酸根生成，說(shuō)明二氧化硫?qū)⒍�價(jià)鐵還原成三價(jià)鐵，則還原性SO₂＞Fe²⁺；故答案為：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-；
（5）該題的理論依據(jù)是氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物，也強(qiáng)于還原劑的氧化性，
甲．B可能有存在溶解的氯氣氧化SO₂，故甲錯(cuò)誤；
乙．B中存在Fe³⁺、Fe²⁺，說(shuō)明Cl₂氧化性強(qiáng)于Fe³⁺，且沒(méi)有Cl₂剩余；故后有SO₄^2-能說(shuō)明Fe³⁺氧化性強(qiáng)于SO₂，故乙正確；
丙．B中存在Fe³⁺，說(shuō)明Cl₂氧化性強(qiáng)于Fe³⁺；后生成了Fe²⁺，只能是Fe³⁺被SO₂還原，故丙正確；
根據(jù)乙和丙的分析可知，SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱順序是：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-，
故答案為：乙、丙；SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握判斷氧化性、還原性強(qiáng)弱的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>