Question

某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究：

（1）装置的连接顺序为a→

 

→

 

→

 

→

 

→b→c→f．
（2）硬质玻璃管中可观察到的现象是

 

．
硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，原因是

 

．
反应一段时间、熄灭酒精灯，冷却后，将收集器及硬质玻璃管中物质快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡），充分反应后，进行如下实验：

（3）试剂X的化学式为

 

；有同学分析淡黄色溶液中含有Fe²⁺，你认为

 

（填“合理”或“不合理”）；固体产物的成分可能为

 

（填相应的字母）；
A．Fe和FeCl₃ B．FeCl₂和FeCl₃ C．Fe、FeCl₂和FeCl₃ D．Fe和FeCl₂
（4）加入少许植物油的作用是

 

，用离子方程式表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因：

 

．
（5）某小组同学实验时在加入新制氯水后，并未得到深红色溶液，请帮助他们分析原因：

 

请设计实验对你所分析的原因进行验证，简要写出实验方案．

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,铁及其化合物的性质实验,氯、溴、碘的性质实验

专题：实验设计题

分析：（1）排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理；
（2）Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟，导气管口较细，易堵塞；
（3）Fe³⁺用KSCN溶液检验，Fe³⁺和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色；Fe和稀盐酸、氯化铁反应生成FeCl₂；
（4）Fe²⁺不稳定而易被氧化；Fe²⁺被氯气氧化生成Fe³⁺，从而增大Fe³⁺浓度；
（5）Fe³⁺和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，氯水具有强氧化性，能氧化还原性物质，如果Fe³⁺和KSCN混合溶液中加入氯水后未得到深红色溶液，说明溶液中硫氰化铁浓度未变大．

解答： 解：（1）浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理，所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f，故答案为：g；h；d；e；
（2）Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟，所以看到的现象是有棕褐色烟生成；棕褐色烟冷却易生成固体，导气管口较细，易堵塞，所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，
故答案为：有棕褐色烟生成；防止堵塞（或其他合理描述都可）；
（3）Fe³⁺用KSCN溶液检验，Fe³⁺和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，所以试剂X为KSCN溶液；固体和氯气反应时可能没有完全反应，导致Fe和稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁，Fe和稀盐酸反应生成FeCl₂，所以分析合理，固体中成分为Fe和FeCl₃，
故答案为：KSCN；合理；A；
（4）Fe²⁺不稳定，易被空气中氧气氧化，所以植物油的作用是隔绝空气防止Fe²⁺被氧化；Fe²⁺被氯气氧化生成Fe³⁺，从而增大Fe³⁺浓度，Fe³⁺、SCN^-反应生成Fe（SCN）₃，从而增大络合物浓度，溶液颜色加深，涉及的反应方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：隔绝空气，防止Fe²⁺被氧化； 2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（5）Fe³⁺和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，氯水具有强氧化性，能氧化还原性物质，如果Fe³⁺和KSCN混合溶液中加入氯水后未得到深红色溶液，说明溶液中硫氰化铁浓度未变大，则可能原因是新制氯水将SCN^-氧化；
其检验方法是：取少许褪色后的溶液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则原因分析成立，
故答案为：新制氯水将SCN^-氧化；取少许褪色后的溶液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则原因分析成立．

点评：本题以氯气的制取、氯气和铁的反应为载体考查物质成分测定、性质实验方案设计，为高考高频点，侧重考查元素化合物性质、离子检验等知识点，明确实验原理是解本题关键，难点是实验方案设计的实施，易错点是装置排列顺序，注意结合实验目的分析，题目难度中等．