Question

20．為驗(yàn)證氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂，某小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持儀器和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗(yàn)）．

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
Ⅰ．打開(kāi)彈簧夾K₁～K₄，通入一段時(shí)間N₂，再將T型導(dǎo)管插入B中，繼續(xù)通入N₂，然后關(guān)閉K₁、K₃、K₄．
Ⅱ．打開(kāi)活塞a，滴加一定量的濃鹽酸，加熱A．
Ⅲ．當(dāng)B中溶液變黃時(shí)，停止加熱，夾緊K₂．
Ⅳ．打開(kāi)活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，并檢驗(yàn)其中的離子．
Ⅴ．打開(kāi)K₃和活塞c，加入70%的硫酸，一段時(shí)間后夾緊K₃．
Ⅵ．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅳ，檢驗(yàn)B溶液中的離子．．
（1）過(guò)程Ⅰ的目的是排出裝置中的空氣，防止干擾．
（2）若向第Ⅲ步B中的黃色溶液中通入H₂S氣體，會(huì)觀察到有淡黃色沉淀生成，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+2H⁺+S↓
（3）若將制取的SO₂通入硫酸酸化的高錳酸鉀溶液可使溶液褪色，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄
（4）甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)論如下表所示，他們的檢測(cè)結(jié)果一定能夠證明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是甲（填“甲”“乙”“丙”）

	過(guò)程ⅣB溶液中含有的離子	過(guò)程ⅥB溶液中含有的離子
甲	有Fe3+無(wú)Fe2+	有SO42-
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
丙	有Fe3+無(wú)Fe2+	有Fe2+

（5）將B中的FeCl₂溶液換成100mLFeBr₂溶液并向其中通入1.12LCl₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），若溶液中有$\frac{1}{2}$的Br^-被氧化成單質(zhì)Br₂，則原FeBr₂溶液中FeBr₂的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
Ⅰ．打開(kāi)彈簧夾K₁～K₄，通入一段時(shí)間N₂，再將T型導(dǎo)管插入B中，繼續(xù)通入N₂，然后關(guān)閉K₁、K₃、K₄．
Ⅱ．打開(kāi)活塞a，滴加一定量的濃鹽酸，加熱A．
Ⅲ．當(dāng)B中溶液變黃時(shí)，停止加熱，夾緊K₂．
Ⅳ．打開(kāi)活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，并檢驗(yàn)其中的離子．
Ⅴ．打開(kāi)K₃和活塞c，加入70%的硫酸，一段時(shí)間后夾緊K₃．
Ⅵ．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅳ，檢驗(yàn)B溶液中的離子．．
（1）通入一段時(shí)間N₂，排出裝置中的氧氣；
（2）第Ⅲ步B中發(fā)生三價(jià)鐵離子與硫化氫反應(yīng)，生成硫沉淀、二價(jià)鐵、水；
（3）SO₂通入酸性高錳酸鉀溶液中二者可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）乙中第一次，說(shuō)明氯氣不足，氯氣氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，丙中第一次有Fe³⁺，無(wú)Fe²⁺，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有亞鐵離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫；
（5）根據(jù)電子守恒進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）打開(kāi)K₁～K₄，關(guān)閉K₅、K₆，通入一段時(shí)間N₂，目的是排出裝置中的氧氣，
故答案為：排出裝置中的空氣，防止干擾；
（2）三價(jià)鐵離子與硫化氫反應(yīng)，生成硫沉淀、二價(jià)鐵、水，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+2H⁺+S↓，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+2H⁺+S↓；
（3）SO₂具有還原性，酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)的氧化性，二者混合后可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄，使高錳酸鉀褪色，
故答案為：2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄；
（4）檢測(cè)結(jié)果只能證明氧化性Cl₂ ＞Fe³⁺，不能證明Fe³⁺＞SO₂，因?yàn)镃l₂也能氧化SO₂產(chǎn)生SO₄^2-，乙中第一次，說(shuō)明氯氣不足，氯氣氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，丙中第一次有Fe³⁺，無(wú)Fe²⁺，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有亞鐵離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，檢測(cè)結(jié)果甲只能證明氧化性Cl₂ ＞Fe³⁺，不能證明Fe³⁺＞SO₂，因?yàn)镃l₂也能氧化SO₂產(chǎn)生SO₄^2-，檢測(cè)結(jié)果一定不能夠證明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是甲，
故答案為：甲；
（5）設(shè)FeBr₂的物質(zhì)的量濃度為c，由電子守恒可知，$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$×2×1=c×0.1L×（3-2）+c×0.1L×2×$\frac{1}{2}$×（1-0），解得c=0.5mol/L，
故答案為：0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，涉及了氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、氯氣的制備、氯氣、氯化鐵和SO₂性質(zhì)的探究以及外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響等知識(shí)，題目難度中等，明確裝置的作用及發(fā)生的反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，注意氧化性的比較是解答的難點(diǎn)．