题目内容
【题目】为验证氧化性:Cl2>Fe3+>SO2,某化学研究性学习小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中的加热装置已略,气密性已经检验完毕):
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,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的阳离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
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)棉花中浸润的溶液为________________,作用是_____________________________________________ 。
(3)A中发生反应的化学方程式________________________________________________。
(4)导致步骤Ⅲ中溶液变黄的离子反应是________________________________________,用________(写试剂化学式)检验氧化产物,现象是____________________________________________ 。
(5)能说明氧化性Fe3+>SO2的离子方程式是_______________________________。
(6)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性:Cl2>Fe3+>SO2的是_______(填“甲”“乙”“丙”)。
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SO42﹣ |
乙 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42﹣ |
丙 | 有Fe3+无Fe2+ | 有Fe2+ |
【答案】 赶走装置内的空气 aOH溶液 吸收逸出的Cl2和SO2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- KSCN溶液 溶液变为血红色 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO42- 乙和丙
【解析】(1)打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,目的是排出装置中的氧气;正确答案:赶走装置内的空气 。
(2) 棉花中浸润的为氢氧化钠溶液,它能够吸收反应中多余的氯气、二氧化硫气体,防止污染空气;正确答案:NaOH溶液 ;吸收逸出的Cl2和SO2 。
(3)A中为二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰和水;反应的化学方程式:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;正确答案:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(4)氯气具有强氧化性,能够把氯化亚铁氧化为氯化铁,含有铁离子溶液显黄色,离子反应是:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;氧化产物中含有铁离子,可以用硫氰化钾溶液进行检验,如果溶液变为血红色,证明有铁离子生成;正确答案:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ;KSCN溶液;溶液变为血红色。
(5)Fe3+在酸性条件下把二氧化硫氧化为硫酸根离子,本身还原为Fe2+,可以说明氧化性Fe3+>SO2;离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO42-;正确答案:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO42-。
(6)甲中第一次有Fe3+无Fe2+,则氯气氧化性大于铁离子;甲中第二次含有SO42﹣,可能是过量的氯气把二氧化硫氧化为SO42﹣,不一定是Fe3+把二氧化硫氧化所致;甲错误;
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;乙中第二次含有SO42﹣,说明发生了二氧化硫与铁离子的反应,氧化性铁离子大于二氧化硫,因此可以证明氧化性:Cl2>Fe3+>SO2;乙正确;
丙中第一次有Fe3+无Fe2+,则氯气氧化性大于铁离子;第二次有Fe2+,说明发生了二氧化硫与铁离子的反应,则氧化性铁离子大于二氧化硫,因此可以证明氧化性:Cl2>Fe3+>SO2;丙正确;综上所述,正确选项乙、丙。