Question

11．某实验小组用如图所示装置进行实验以探究Fe³⁺、Cl₂和SO₂的氧化性强弱（夹持仪器已略）．

（1）按图连接好装置，检查装置的气密性后添加药品：向A装置的分液漏斗中加入浓盐酸，在圆底烧瓶中加入固体KMnO₄；向B装置中加入10mL FeCl₂溶液，棉花浸润NaOH溶液；在C装置的分液漏斗中加入70%的硫酸，向圆底烧瓶中加入固体Na₂SO₃．
（2）打开弹簧夹K₁～K₄，通入一段时间₂，再将T形导管插入B中，继续通入N₂．通入一段时间N₂的目的是排出装置中的空气．
（3）关闭K₁，K₃，K₄，打开活塞a 和K₂，逐滴加入浓盐酸，A装置中发生反应的方程式为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（4）当B中溶液变为棕黄色时，停止滴加浓盐酸，夹紧K₂，打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，分别取1mL溶液滴入硫氰化钾（填试剂名称）和铁氰化钾溶液可以证明其中含有Fe³⁺和Fe²⁺．此时B中发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）打开K₃和活塞c，逐滴加入70%的硫酸，当B中溶液颜色逐渐变为浅绿色，停止滴加70%的硫酸，夹紧K₃，打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，并检验其中的离子．此时B中发生反应的离子方程式为SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（6）结合实验现象判断Fe³⁺、Cl₂、SO₂氧化性由强到弱的顺序为Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂．

Answer 1

分析 （1）根据实验中会产生多余的氯气、二氧化硫，而氯气、二氧化硫有毒，需要用用碱溶液吸收；
（2）装置中氧气干扰实验，则通入一段时间N₂的目的排出装置中的空气；
（3）A装置中酸性高锰酸钾与浓盐酸反应，生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，据此写出反应的方程式；
（4）Cl₂将氯化亚铁中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，据此写出离子方程式；用硫氰化钾可以证明其中含有Fe³⁺；
（5）Fe³⁺被SO₂还原为Fe²⁺，亚铁离子的溶液为浅绿色；B中铁离子将二氧化硫氧化成硫酸，据此写出离子方程式；
（6）根据实验现象及结合氧化还原反应原理判断Cl₂、Fe³⁺和SO₂的氧化性由弱到强的顺序．

解答 解：（1）实验中会产生多余的氯气、二氧化硫，用NaOH溶液吸收多余的氯气、二氧化硫，防止污染空气，故答案为：NaOH；
（2）通入一段时间N₂的目的是排出装置中的空气，防止其干扰实验，故答案为：排出装置中的空气；
（3）酸性高锰酸钾与浓盐酸反应，生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，方程式为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反应的离子方程式为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（4）氯气将氯化亚铁中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺遇KSCN溶液变为血红色，则用硫氰化钾可以证明其中含有Fe³⁺；
故答案为：硫氰化钾；2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（5）Fe³⁺被SO₂还原为Fe²⁺，溶液变为浅绿色；B中二氧化硫被铁离子氧化成硫酸，离子方程式为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：浅绿；SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（6）氯气将氯化亚铁中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，溶液变为棕黄色，离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺被SO₂还原为Fe²⁺，溶液变为浅绿色，离子方程式为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性：Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂；
故答案为：Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂；

点评 本题考查了性质实验方案的设计，涉及氧化性、还原性强弱判断、化学实验基本操作方法应用、性质方案设计与评价等知识，明确实验目的及反应原理为解答关键，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力，难度较大．