题目内容
【题目】某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性强弱，设计了如下实验：
（1）①装置A中发生反应的离子方程式是____。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出____。
B装置的作用：_____。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：
①请填写Cl2、Br2、Fe3＋氧化性由强到弱的顺序：_____。
②E装置中溶液变黄的原因（请用离子方程式解释）_____。
（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。
D装置中：红色慢慢褪去。
E装置中：CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：
①用平衡移动原理(结合上述资料)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____，现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加___溶液，若溶液颜色___，则上述解释是合理的。
②探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：
用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步方程式(离子或化学方程式不限定)解释仅产生白色沉淀原因_____。
【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 缺少尾气处理装置 安全瓶，防倒吸 Cl2＞Br2＞Fe3＋ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 过量氯气和SCN－反应2SCN－＋Cl2=2Cl－＋(SCN)2，使SCN－浓度减小，则Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色； KSCN(或FeCl3溶液) 变红色（或不变红） BrCl＋H2O=HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－=AgCl↓
【解析】
（1）①装置A中，二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯气，据此写出该反应的离子方程式；
②反应中有有害气体产生时，需在装置中增加尾气处理装置；
B装置为安全瓶，其作用防倒吸；
（2）①D装置中溶液变红，说明Fe2+被氧化成Fe3+，氧化性Cl2> Fe3+，装置E中水层溶液变黄，振荡后有机相无明显变红，说明还原性Fe2+>Br-，氧化性Br2>Fe3+，据此进行分析；
②有机层为无色，所以氯气把亚铁离子氧化为铁离子，而溴离子没有被氧化；
（3）①题中信息给出，氧化性Cl2>(SCN)2，可知过量氯气会与SCN- 反应：2SCN－＋Cl2=2Cl－＋(SCN)2，使SCN- 浓度减小，可逆反应Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3平衡逆向移动；要验证上述解释，可验证溶液中含有Fe3＋或不含有SCN-，据此进行分析；
②E中生成了红色BrCl，BrCl水解产生Cl-和HBrO，加入硝酸银溶液后，溶液中产生白色AgCl沉淀，而由于AgBrO溶于水，故无沉淀产生，据此进行分析。
（1）①装置A中，二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯气，反应的离子方程式是：MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
故答案是：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
②反应中有有害气体产生时，需在装置中增加尾气处理装置；
故答案是：缺少尾气处理装置；
从图示装置可知，B装置为安全瓶，其作用防倒吸；
故答案是：安全瓶，防倒吸；
（2）①D装置中溶液变红，说明Fe2+被氧化成Fe3+，氧化性Cl2> Fe3+，装置E中水层溶液变黄，振荡后有机相无明显变红，说明还原性Fe2+>Br-，氧化性Br2>Fe3+，则氧化性由强到弱的顺序为：Cl2＞Br2＞Fe3＋；
故答案是：Cl2＞Br2＞Fe3＋；
②溴易溶于四氯化碳而导致溶液呈橙红色；根据题给现象可知，有机层为无色，所以氯气把亚铁离子氧化为铁离子，而溴离子没有被氧化，溶液显黄色，离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ；
故答案是：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ；
（3）①题中信息给出，氧化性Cl2>(SCN)2，可知过量氯气会与SCN- 反应：2SCN－＋Cl2=2Cl－＋(SCN)2，使SCN- 浓度减小，可逆反应Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3平衡逆向移动，红色慢慢退去；要验证上述解释，可验证溶液中含有Fe3＋或不含有SCN-，可向溶液中补加KSCN溶液，若溶液变红，即可证明Fe3＋存在；或向溶液中补加FeCl3，若溶液不变红证明溶液中不含SCN-，二者皆可证明上述解释正确；
故答案是：过量氯气和SCN－反应2SCN－＋Cl2=2Cl－＋(SCN)2，使SCN－浓度减小，则Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色；KSCN(或FeCl3溶液) ；变红色（或不变红）；
②E中生成了红色BrCl，BrCl水解产生Cl-和HBrO，加入硝酸银溶液后，溶液中产生白色AgCl沉淀，而由于AgBrO溶于水，故无沉淀产生，离子程式为：BrCl＋H2O=HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－=AgCl↓；
故答案是：BrCl＋H2O=HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－=AgCl↓。
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【题目】雾霾天气严重影响人们的生活，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，以下方法可以消除氮氧化物和硫氧化物的污染。
（1）用活性炭还原法可处理氮氧化物，向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：
△H<0，在一定条件下，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表。
时间/min 浓度/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.52 | 0.40 | 0.40 | 0.44 | 0.44 |
N2 | 0 | 0.24 | 0.30 | 0.30 | 0.28 | 0.28 |
CO2 | 0 | 0.24 | 0.30 | 0.30 | 0.28 | 0.28 |
①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)=_______________。
②在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的标志是_________(填字母编号)。
a．v正(N2)=2v逆(NO) b．反应体系的压强不再发生改变
c．
不变 d．混合气体的密度保持不变
③30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________。
（2）NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。已知c(NO2)：c(NO)=1：1时脱氮效果最佳，若生成1mol N2时反应放出的热量为Q kJ。此时对应的脱氮反应的热化学方程式为_____________________________________________________。
（3）利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_____________________。
②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(
)：n(
)变化关系如下表：
n( | 91：9 | 1：1 | 9：91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：
写出在阳极放电的电极反应式：_______________________________________，当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。
（4）利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法，先将含SO2的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收。该温度下吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.50 mol·L-1，已知KSP(CaSO3)=1.4×10-7，求吸收后溶液中的浓度______________________。