题目内容

【题目】为验证氧化性Cl2Fe3+SO2某小组用如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K1K4,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K1K3K4

Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。

Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2

Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。

Ⅴ.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后关闭K

Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。

(1)过程Ⅰ的目的是__________________________

(2)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质,经常向其中加入铁粉,其原因是__________________________

(3)若向第IIIB中的黄色溶液中通入H2S气体,会观察到有淡黄色沉淀生成,写出该反应的化学方程式__________________________

(4)若将制取的SO2通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的离子方程式为__________________________

(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示.他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2Fe3+SO2的是_____(填)。

过程Ⅳ,B溶液中含有的离子

过程Ⅵ,B溶液中含有的离子

Fe3+Fe2+

Fe2+

既有Fe3+又有Fe2+

SO42

Fe3+Fe2+

SO42

(6)B中的FeCl2溶液换成100mLFeBr2溶液并向其中通入2.24LCl2(标准状况下),若溶液中有1/2Br被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为____

【答案】排出装置中的空气,防止干扰 Fe2+容易被空气中的氧气氧化,铁粉可以将氧化得到的Fe3+还原为Fe2+ 2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓ 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn 2+ +5SO42- +4H+ 甲、乙 1mol/L

【解析】

(1)通入一段时间N2,排出装置中的氧气;

(2)Fe2+被空气中的O2氧化变为Fe3+,若加入Fe粉,会发生氧化还原反应产生Fe2+

(3)第Ⅲ步B中发生+3铁离子与硫化氢反应,生成硫沉淀、+2亚铁离子盐酸

(4)SO2通入酸性高锰酸钾溶液中二者可以发生氧化还原反应;

(5)乙中第一次,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,甲中第一次有Fe3+,无Fe2+,则氯气的氧化性大于铁离子,第二次有亚铁离子,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;

(6)根据电子守恒进行计算。

(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空气,防止其氧化Fe2+,干扰实验

(2)Fe2+被空气中的O2氧化变为Fe3+,若加入还原铁粉,会发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,从而可以起到防止Fe2+变质的作用;

(3) Fe3+具有强的氧化性,可以与H2S反应,生成S单质、Fe2+盐酸反应的化学方程式为:2FeCl3 +H2S=2FeCl2 +2HCl +S↓;

(4)SO2具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有强的氧化性,二者混合反应反应,SO2被氧化成硫酸,KMnO4被还原变为MnSO4,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得离子方程式为2MnO4-+5SO2 +2H2O=2Mn2++5SO42- +4H+

(5)乙中第一次,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SO2Fe3+的反应,则氧化性:Fe3+> SO2甲中第一次有Fe3+,无Fe2+,则氧化性:Cl2>Fe3+,第二次有Fe2+,说明发生SO2Fe3+的反应,则氧化性:Fe3+> SO2故答案为:甲、乙;

(6)FeBr2的物质的量浓度为c,根据电子守恒可知,解得c=1mol/L。

练习册系列答案
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甲醇合成反应:

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水煤气变换反应:

(iii)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) △H3 = -41.1kJmol-1

二甲醚合成反应:

(iV)2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H4 = -24.5kJmol-1

则由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为____________

(3)在容积为1.00L的容器中,通入一定量N2O4,发生N2O4(g) 2NO2(g), 100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,v(N2O4)=_______________________

(4)已知反应2HI(g)=H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol-1,1molH2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为___________kJ。在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表

t/min

0

20

40

60

80

120

x(HI)

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

上述反应中,正反应速率为v= k·x2(HI),逆反应速率为v=k·x(H2x(I2),其中kk为速率常数, 若k= 0.0027min-1,在t=40min时,v=_______min-1

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