Question

7．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MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②整套實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的不足，請(qǐng)指出缺少尾氣處理裝置．
（2）用改正后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如下：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
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．	D裝置中：溶液變紅 E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后，下層CCl4層無明顯變化．	Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?br />Cl2＞Br2＞Fe3+

（3）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：

�。瓼e3++3SCN-?Fe（SCN）3 是一個(gè)可逆反應(yīng)． ⅱ．（SCN）2性質(zhì)與鹵素單質(zhì)類似．氧化性：Cl2＞（SCN）2． ⅲ．Cl2和Br2反應(yīng)生成BrCl，BrCl呈紅色（略帶黃色），沸點(diǎn)約5℃，它與水能發(fā)生水解反應(yīng)，且該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)． ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水．

①請(qǐng)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過量氯氣和SCN^-反應(yīng)2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，
則使Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)而褪色，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KSCN溶液（或FeCl₃溶液）溶液，若溶液顏色變紅色（或不變紅），則上述解釋是合理的．
②欲探究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BrCl+H₂O=HBrO+H⁺+Cl^-、Ag⁺+Cl^-=AgCl↓．

Answer 1

分析 （1）①A中濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；②氯氣有毒不能直接排空，要用堿液吸收尾氣；
（2）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)燃酒精燈加熱；亞鐵離子的還原性比溴離子強(qiáng)，氯氣首先氧化亞鐵離子，再氧化溴離子；
（3）①過量氯氣和SCN^-反應(yīng)SCN^-濃度減小，根據(jù)鐵離子和硫氰根離子反應(yīng)平衡原理分析；
向溶液中加入氯化鐵或硫氰化鉀溶液根據(jù)溶液顏色變化判斷；
②氯化溴能發(fā)生水解反應(yīng)生成酸，根據(jù)AgBrO、AgCl的溶解性分析．

解答 解：（1）①濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②由于氯氣有毒，直接排放到空氣中會(huì)污染大氣，要用堿液吸收尾氣，實(shí)驗(yàn)裝置缺少尾氣處理裝置，故答案為：缺少尾氣處理裝置；
（2）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)燃酒精燈加熱；亞鐵離子的還原性比溴離子強(qiáng)，氯氣首先氧化亞鐵離子，再氧化溴離子，所以D裝置中首先變紅，E裝置中水層溶液變黃，振蕩后，下層CCl₄層無明顯變化，說明以后亞鐵離子，溴離子未被氧化，Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃l₂＞Br₂＞Fe³⁺，
故答案為：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；
（3）①過量氯氣和SCN^-反應(yīng)2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，則使Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)而褪色，為檢驗(yàn)其褪色原因，檢驗(yàn)方法為：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(cè)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(cè)合理，
故答案為：過量氯氣和SCN^-反應(yīng)2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，則使Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)而褪色；KSCN溶液（或FeCl₃溶液）；變紅色（或不變紅）；
②過量的氯氣和溴反應(yīng)生成氯化溴，氯化溴不穩(wěn)定，易和水反應(yīng)生成鹽酸和次溴酸，BrCl+H₂O=HBrO+H⁺+Cl^-，氯離子和銀離子反應(yīng)生成白色沉淀氯化銀，Ag⁺+Cl^-=AgCl↓，次溴酸和銀離子反應(yīng)生成次溴酸銀易溶于水，所以生成的白色沉淀為氯化銀，
故答案為：BrCl+H₂O=HBrO+H⁺+Cl^-、Ag⁺+Cl^-=AgCl↓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，明確反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，結(jié)合資料分析解答，會(huì)根據(jù)離子反應(yīng)方程式判斷氧化性強(qiáng)弱，會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．