Question

16．学习小组设计了如图实验（部分装置），将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：
（1）通入氯气后，A中的现象是溶液变蓝色．C装置中发生反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-．
（2）通入氯气一段时间后，洗气瓶B溶液中有一部分SO₃^2-氧化成SO₄^2-．设计试验方案，检验洗气瓶B溶液中Cl^-和SO₄^2-的存在．在答题卡上补充填写出实验步骤、预期现象和结论．
限选试剂及仪器：2mol/LHCl、2mol/LHNO₃、1mol/LBaCl₂溶液、lmol/LBa（NO₃）₂溶液、0.1mol/LAgNO₃溶液、澄清石灰水、试管、胶头滴管．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量洗气瓶B中溶液于试管A中，滴加滴加过量2mol/LHCl（1分）和1mol/LBaCl2溶液，振荡．	若产生的白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在SO42-．
步骤2：另取适量洗气瓶B中溶液于试管B中，滴加滴加入过量lmol/LBa（NO3）2溶液，振荡，静置．	产生白色沉淀．
步骤3：取步骤2后试管B中的上层清液于试管C中， 滴加0.1mol/LAgNO3溶液和过量的2mol/LHNO3，振荡．	若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在氯离子．

（3）为准确测定通入氯气一段时间后剩余FeCl₂的物质的量．实验如下：
①配制250mL 溶液：取洗气瓶C中全部溶液准确配制250mL溶液．
②滴定：准确量取25.00ml所配溶液于锥形瓶中，将0.1980mol/LKMnO₄溶液装入酸式滴定管，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．平均消耗KMnO₄溶液V mL．（反应式：Fe²⁺+MnO₄^-+H⁺-Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O，未配平）
③计算250mL溶液中FeCl₂的物质的量=$\frac{250}{25.00}$×0.1980×V×10^-3×5或10×0.1980×V×10^-3×5mol（只列出算式，不做运算）．

Answer 1

分析 （1）氯气具有强的氧化性，能够氧化碘离子生成单质碘，碘遇到淀粉变蓝；
（2）步骤一：检验硫酸根离子，应先排除亚硫酸根离子干扰，盐酸的酸性强于亚硫酸，可以用盐酸排除亚硫酸根离子的干扰；
步骤二：除去亚硫酸根离子和硫酸根离子；
步骤三：检验氯离子的存在；
（3）②依据高锰酸钾具有强的氧化性选择滴定管类型；
③由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O计算．

解答 解：（1）氯气有氧化性，能和碘化钾反应生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色．能与氯化亚铁反应生成氯化铁，离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：溶液变蓝色；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（2）步骤一：检验硫酸根离子，应先排除亚硫酸根离子干扰，滴加过量2mol/LHCl（1分）和1mol/LBaCl₂溶液，振荡，若产生的白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在SO₄^2-，；
步骤二：除去亚硫酸根离子和硫酸根离子，可用过量l mol/LBa（NO₃）₂溶液；
步骤三：检验氯离子存在，用硝酸银检验，再用稀硝酸确认，可用0.1mol/LAgNO₃溶液和过量的2mol/LHNO₃，若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在Cl^-，
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量洗气瓶B中溶液于试管A中，滴加 滴加过量2mol/LHCl（1分）和1mol/LBaCl2溶液，振荡．	若产生的白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在SO42-．
步骤2：另取适量洗气瓶B中溶液于试管B中，滴加 滴加入过量lmol/LBa（NO3）2溶液，振荡，静置．	产生白色沉淀．
步骤3：取步骤2后试管B中的上层清液于试管C中， 滴加 0.1mol/LAgNO3溶液和过量的2mol/LHNO3，振荡．	若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在氯离子．

（3）②高锰酸钾具有强的氧化性，应选择酸式滴定管；
故答案为：酸式滴定管；
③由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
     5     1
     x    v×0.001L×0.1980mol/L
解得x=0.1980×V×10^-3×5mol，
则250mL溶液中FeCl₂的物质的量为$\frac{250}{25.00}$×0.1980×V×10^-3×5 或10×0.1980×V×10^-3×5，
故答案为：$\frac{250}{25.00}$×0.1980×V×10^-3×5 或10×0.1980×V×10^-3×5．

点评 本题以氯气的制备为载体考查了氯气制备、氯气的性质、离子的检验、滴定法测量物质的含量，题目综合性较强，难度中等，熟悉氯气性质是解题关键．