题目内容
【题目】为验证氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验过程:
I.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中, 继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,加热A。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,并检验其中的离子。
Ⅴ.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧K3。
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ。
(1)过程Ⅰ的目的是_____________________________________________________。
(2)棉花中浸润的溶液为____________________________________________。
(3)A中发生反应的化学方程式为____________________________________________。
(4)能说明氧化性Fe3+ > SO2的离子方程式是__________________________________。
(5)过程Ⅵ,检验B溶液中是否含有SO42-的操作是________________________________。
(6)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果不能够证明氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2的是_______(填“甲”“乙”“丙”),请用必要的文字说明理由____________。
过程Ⅳ B溶液中含有的离子 | 过程Ⅵ B溶液中含有的离子 | |
甲 | 有Fe3+无Fe2+ | 有 Fe2+ |
乙 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42- |
丙 | 有Fe3+无Fe2+ | 有SO42- |
【答案】 排除装置中的空气,防止干扰 NaOH溶液 MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe3+ + SO42-+4H+ 向D试管中加入适量盐酸,再加BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明溶液中含有SO42-(合理答案均给分) 丙 此检测结果只能证明氧化性Cl2 > Fe3+ ,不能证明 Fe3+ > SO2 ,因为Cl2也能氧化SO2产生SO42-
【解析】(1)打开K1~K4,关闭K5、K6,通入一段时间N2,目的是排出装置中的氧气,故答案为:排出装置中的空气,防止干扰;
(2)棉花中浸有NaOH溶液,吸收多余氯气、二氧化硫,防止污染空气,故答案为:NaOH溶液;
(3)A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应,生成氯化锰、氯气、水,该反应为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(4)氯化铁能够将二氧化硫氧化生成硫酸和氯化亚铁,说明氧化性Fe3+ > SO2,反应的离子方程式为2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe3+ + SO42-+4H+,故答案为:2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe3+ + SO42-+4H+;
(5)在检验SO42-时,加入氯化钡之前要先加盐酸以排除CO32-离子的干扰,即先加盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,出现白色沉淀,说明含有SO42-;故答案为:向D试管中先加盐酸酸化,无现象,再加氯化钡溶液,出现白色沉淀,说明含有SO42-;
(6)甲中第一次有Fe3+,无Fe2+,说明氯气氧化性大于铁离子,第二次有Fe2+,说明发生二氧化硫与铁离子的反应,则氧化性铁离子大于二氧化硫,能够证明氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2;乙中第一次既有Fe3+又有Fe2+,说明氯气不足,氯气氧化性大于铁离子,第二次有硫酸根离子,说明发生二氧化硫与铁离子的反应,则氧化性铁离子大于二氧化硫,能够证明氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2;丙中第一次有Fe3+,无Fe2+,说明氯气的氧化性大于铁离子,第二次有硫酸根离子,可能是过量的氯气将二氧化硫氧化的结果,因此不能说明氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2;故答案为:丙;此检测结果只能证明氧化性Cl2 > Fe3+ ,不能证明 Fe3+ > SO2 ,因为Cl2也能氧化SO2产生SO42-。