题目内容
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，气密性已检验）实验过程如下：
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
（3）A中发生反应的化学方程式为 ．
（4）用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是
（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”）．
（7）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色．
查阅资料：Fe2+（aq）+SO32-（aq）?FeSO3（s）（墨绿色）
提出假设：FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3（墨绿色）与FeCl3（黄色）的混合色．某同学设计如下实验，证实该假设成立：
①溶液E和F分别为 、 ．
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因 ．
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
（3）A中发生反应的化学方程式为
（4）用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是
（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
| 过程ⅣB溶液中含有的离子 | 过程ⅥB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+ |
查阅资料：Fe2+（aq）+SO32-（aq）?FeSO3（s）（墨绿色）
提出假设：FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3（墨绿色）与FeCl3（黄色）的混合色．某同学设计如下实验，证实该假设成立：
①溶液E和F分别为
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因
考点：氧化性、还原性强弱的比较
专题：实验探究和数据处理题
分析：（1）通入一段时间N2，排出装置中的氧气；
（2）氯气和二氧化硫都是有毒气体，可以用氢氧化钠来吸收；
（3）A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水；
（4）98%的硫酸中主要是硫酸分子；
（5）三价铁离子与二氧化硫反应生成硫酸；
（6）溶液显酸性，检验硫酸根离子应选择氯化钡溶液；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丙中第一次有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；
（7）增大反应物的浓度，化学平衡向着正反应方向进行，减小反应物浓度，化学平衡向着逆反应方向进行．
（2）氯气和二氧化硫都是有毒气体，可以用氢氧化钠来吸收；
（3）A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水；
（4）98%的硫酸中主要是硫酸分子；
（5）三价铁离子与二氧化硫反应生成硫酸；
（6）溶液显酸性，检验硫酸根离子应选择氯化钡溶液；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丙中第一次有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；
（7）增大反应物的浓度，化学平衡向着正反应方向进行，减小反应物浓度，化学平衡向着逆反应方向进行．
解答：
解：（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氧气，故答案为：排出装置中的空气；
（2）棉花中浸有NaOH溶液，吸收多余氯气、二氧化硫，防止污染空气，故答案为：NaOH溶液；
（3）A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水，该反应为：MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（4）98%的硫酸中主要是硫酸分子，70%的硫酸含有的氢离子较多，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%H2SO4中c（H+）大；
（5）三价铁离子与二氧化硫反应生成硫酸，其反应的离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；
故答案为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；
（6）溶液显酸性，检验硫酸根离子应选择氯化钡溶液；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丙中第一次有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；故答案为：乙、丙．
（7）①根据已知条件：FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3（墨绿色）与FeCl3（黄色）的混合色，所以可以借助氯化铁和亚硫酸钠溶液来确定假设是否成立，
故答案为：Na2SO3溶液、FeCl3溶液；
②根据化学平衡：Fe2+（aq）+SO32-（aq）?FeSO3（s）（墨绿色），步骤③中，Fe3+消耗SO32-，c（SO32-）减小，平衡逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色，故答案为：Fe3+消耗 SO32-，c（SO32-）减小，使平衡Fe2+（aq）+SO32-（aq）
FeSO3（s）逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色．
（2）棉花中浸有NaOH溶液，吸收多余氯气、二氧化硫，防止污染空气，故答案为：NaOH溶液；
（3）A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水，该反应为：MnO2+4HCl（浓）
| ||
故答案为：MnO2+4HCl（浓）
| ||
（4）98%的硫酸中主要是硫酸分子，70%的硫酸含有的氢离子较多，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%H2SO4中c（H+）大；
（5）三价铁离子与二氧化硫反应生成硫酸，其反应的离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；
故答案为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；
（6）溶液显酸性，检验硫酸根离子应选择氯化钡溶液；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丙中第一次有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；故答案为：乙、丙．
（7）①根据已知条件：FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3（墨绿色）与FeCl3（黄色）的混合色，所以可以借助氯化铁和亚硫酸钠溶液来确定假设是否成立，
故答案为：Na2SO3溶液、FeCl3溶液；
②根据化学平衡：Fe2+（aq）+SO32-（aq）?FeSO3（s）（墨绿色），步骤③中，Fe3+消耗SO32-，c（SO32-）减小，平衡逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色，故答案为：Fe3+消耗 SO32-，c（SO32-）减小，使平衡Fe2+（aq）+SO32-（aq）
FeSO3（s）逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色．
点评：本题考查性质实验方案的设计及氧化还原反应，明确装置的作用及发生的反应是解答的关键，注意氧化性的比较是解答的难点，题目难度较大．
练习册系列答案
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