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,气密性已检验)。
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实验过程:
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)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+ |
(6)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:
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①溶液E和F分别为____________、__________。
②请用化学平衡原理解释步骤3中溶液由红棕色变为浅绿色的原因____________。
【答案】排除装置中的空气,防止干扰 NaOH溶液 MnO2+ 4HCl(浓)
MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O 70%的硫酸中c(H+)比98%的硫酸大,因此反应速率更快 乙、丙 Na2SO3(或可溶性亚硫酸盐) FeCl3 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
【解析】
(1)由于装置中含有空气,空气中的O2会干扰实验,过程Ⅰ中通入一段时间N2,目的是排除装置中的空气,防止干扰。
(2)为了防止多余的Cl2、SO2污染环境,所以棉花中浸润的溶液是NaOH溶液,吸收未反应的Cl2、SO2。
(3)A中二氧化锰与浓盐酸的反应生成MnCl2、氯气、水,该反应的化学方程式为MnO2+ 4HCl(浓)
MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O。
(4)因氢离子浓度越大,反应速率越快,98%的硫酸中水太少,70%的硫酸中的氢离子浓度比98%的硫酸中的氢离子浓度大,所以反应速率快。
(5)甲、过程Ⅳ的B溶液中含有的离子有Fe3+无Fe2+,氯气可能过量,过程Ⅵ的B溶液中含有的SO42,可能是氯气氧化SO2生成的,不能证明Fe3+的氧化性大于SO2;不能证明结论;
乙、过程Ⅳ的B溶液中含有的离子既有Fe3+又有Fe2+,说明氯气不足,氯气氧化性大于铁离子,过程Ⅵ的B溶液中含有的SO42,说明二氧化硫与铁离子发生了反应:2Fe3++SO2+2H2O =2Fe2++SO42-+4H+,则Fe3+氧化性大于二氧化硫;能证明结论;
丙、过程Ⅳ的B溶液中有Fe3+、无Fe2+,则氯气的氧化性大于铁离子,过程Ⅵ的B溶液中含有Fe2+,说明SO2将Fe3+还原成Fe2+,则氧化性铁离子大于二氧化硫;能证明结论;
故乙、丙一定能够证明氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2。
(6)①FeCl2溶液加入溶液E后,溶液变为墨绿色,说明生成了FeSO3,说明E为Na2SO3(或可溶性亚硫酸盐);加入溶液F后溶液变为红棕色,放置一段 时间后变为浅绿色,说明F为FeCl3溶液。
②溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色,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。
【题目】在三个体积均为2 L恒容密闭容器中,反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0达到平衡,得到如下数据。下列说法正确的是
容器编号 | 温度/K | 物质的起始物质的量/mol | 物质的平衡物质的量/mol | ||
CO(g) | H2(g) | CH3OH(g) | CH3OH(g) | ||
Ⅰ | T1 | 0.40 | 0.80 | 0 | 0.24 |
Ⅱ | T2 | 0 | 0 | 0.40 | 0.20 |
Ⅲ | T2 | a | b | ||
A.反应温度:T1<T2
B.达平衡时,转化率:α(CO,Ⅰ)+α(CH3OH,Ⅱ)>1
C.在容器Ⅲ中,若平衡时,CO的转化率大于H2,则![]()
D.在容器Ⅲ中,若起始时加入0.4 mol CO、0.4 mol H2和0.4 mol CH3OH,则此时v(正)>v(逆)