Question

【題目】已知鐵離子，氯氣、溴均為常見的氧化劑，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)探究其強(qiáng)弱：

（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）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_______________。（填具體實(shí)驗(yàn)操作）	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(wú)明顯變化。一段時(shí)間后______。（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）	Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/span>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：

ⅰ．Fe3+ +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。

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____。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。

小組同學(xué)另查得資料如下：

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。

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)合上述資料用兩步離子方程式解釋僅產(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 關(guān)閉活塞a，點(diǎn)燃酒精燈 CCl4層由無(wú)色變?yōu)槌壬?/span> 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溶液（或FeCl3溶液） 變紅色（不變紅） BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- Ag++Cl-=AgCl↓

【解析】

（1）①裝置A中MnO2與濃鹽酸共熱制取Cl2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。

②氯氣有毒，會(huì)污染大氣，整套實(shí)驗(yàn)裝置存在的明顯不足是沒有進(jìn)行尾氣處理。

（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)燃酒精燈使MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，Cl2通入FeBr2溶液中Cl2先與Fe2+反應(yīng)，一段時(shí)間后Cl2與Br-發(fā)生反應(yīng)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，因Br2易溶解于有機(jī)溶劑，故E裝置中通入Cl2后可觀察到水層溶液變黃，振蕩后，下層CCl4層無(wú)明顯變化。一段時(shí)間后CCl4層由無(wú)色變?yōu)槌壬��?/span>

（3）①根據(jù)資料i，D裝置中溶液變紅的原因是：Cl2將Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+與SCN-發(fā)生可逆反應(yīng)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，結(jié)合資料ii，Cl2過量時(shí)D中溶液紅色褪去的原因是：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；要證明上述解釋合理只要證明溶液中存在Fe3+就可以了，因此取少量褪色后的溶液，滴加過量的KSCN溶液，溶液重新變紅色就可證明。

②根據(jù)資料iii，用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸餾、收集紅色物質(zhì)，紅色物質(zhì)為BrCl，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)，紅色物質(zhì)中加入AgNO3溶液，結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生，結(jié)合資料iv，上述過程僅產(chǎn)生白色沉淀的原因是：BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- 、Ag++Cl-=AgCl↓。