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)。
实验过程:
Ⅰ.查好装置的气密性后,在各仪器中添加相应试剂
Ⅱ.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
Ⅲ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热
Ⅳ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2
Ⅴ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅵ.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后关闭K3
VII. 更换试管D,重复过程V,检验B溶液中的离子
(1)检验虚线框内装置气密性的操作是____。
(2)B棉花中浸润的溶液为____。实验Ⅱ通入N2的作用是____。
(3)C中发生反应的化学方程式_____。
(4)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是____。
(5)若将制取的SO2通入酸性高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其离子方程式为___。
(6)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Cl2 > Fe3+>SO2的是___(填“甲”“乙”“丙”)。
过程ⅣB溶液中含有的离子 | 过程ⅥB溶液中含有的离子 | |
甲 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42- |
乙 | 有Fe3+无Fe2+ | 有SO42- |
丙 | 有Fe3+无Fe2+ | 有Fe2+ |
【答案】关闭K1、K2,打开分液漏斗的盖子和活塞,向其中加水,一段时间后分液漏斗尖嘴处不再滴液即证明气密性良好 NaOH溶液 排除装置内的空气,防止FeCl2溶液被O2氧化 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 70%的硫酸中的H+的浓度比98%的硫酸中的H+的浓度大 2MnO4- +5SO2+2H2O= 2Mn2+ +5SO42- + 4H+ 甲、丙
【解析】
(1)根据压差法检验装置的气密性;
(2)装置A是制备氯气的,氯气有毒,要用氢氧化钠进行吸收;亚铁离子容易被氧化,据此判断通入氮气的作用;
(3)亚硫酸钠可以和较浓的硫酸之间反应生成硫酸钠和水以及二氧化硫;
(4)98%的硫酸中主要是硫酸分子;
(5)SO2通入酸性高锰酸钾溶液,二者发生氧化还原反应;
(6)甲既有Fe3+又有Fe2+可排除氯气的影响,生成硫酸根离子,可说明Fe3+>SO2,乙不能排除氯气过量;丙有Fe3+无Fe2+,反应生成Fe2+,可说明铁离子被还原,据此解答。
(1)根据压差法来检验装置的气密性:关闭K1、K2,打开分液漏斗的盖子和活塞,向其中加入水,一段时间后分液漏斗尖嘴处不再滴液即证明气密性良好,故答案为:关闭K1、K2,打开分液漏斗的盖子和活塞,向其中加水,一段时间后分液漏斗尖嘴处不再滴液即证明气密性良好;
(2)装置A是制备氯气的,二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,氯气有毒,要用氢氧化钠进行吸收,由于装置中含有空气,而空气的存在,会对实验产生干扰,所以通入氮气的目的是排除装置中的空气,防止FeCl2溶液被O2氧化,故答案为:NaOH溶液;排除装置内的空气,防止FeCl2溶液被O2氧化;
(3)亚硫酸钠可以和较浓的硫酸之间反应生成硫酸钠和水以及二氧化硫,即Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(4)98%的硫酸中主要是硫酸分子,70%的硫酸的氢离子浓度较大,所以用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,故答案为:70%的硫酸中的H+的浓度比98%的硫酸中的H+的浓度大;
(5)二氧化硫具有还原性,高锰酸钾具有氧化性,SO2通入酸性高锰酸钾溶液,二者之间可以发生氧化还原反应:2MnO4-+5SO2+4H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,故答案为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;
(6)甲的过程Ⅳ中B溶液中含有Fe3+、Fe2+,说明氯气不足,氯气氧化性大于铁离子,过程Ⅵ中B溶液中含有SO42-,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;乙的过程Ⅳ中B溶液中含有Fe3+,能够说明氯气的氧化性大于铁离子,过程Ⅵ中B溶液中含有SO42-,可能是剩余的氯气将二氧化硫氧化,不能说明氧化性铁离子大于二氧化硫;丙中过程Ⅳ中B溶液中有Fe3+,无Fe2+,则氯气的氧化性大于铁离子,过程Ⅳ中B溶液中有亚铁离子,说明发生二氧化硫与铁离子发生了反应,则氧化性铁离子大于二氧化硫,故答案为:甲、丙。
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