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: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.加热A．Ⅲ．当B中溶液变黄时.停止加热.夹紧K2．Ⅳ．打开活塞b.使约2mL的溶液流入D试管中.并检验其中的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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：
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，加热A．
Ⅲ．当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧K₂．
Ⅳ．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．
V．打开K₃和活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧K₃．
Ⅵ．更新试管D，重复过程Ⅳ．
（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）能说明氧化性Fe³⁺＞SO₂的离子方程式是

．
（5）过程Ⅵ，检验B溶液中是否含有SO₄^2-的操作是

（6）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果不能够证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是

（填“甲”“乙”“丙”），请用必要的文字说明理由

．

	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Fe²⁺
乙	既有Fe³⁺又有Fe²⁺	有SO₄^2-
丙	有Fe³⁺无Fe²⁺	有SO₄^2-

（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）+SO₃^2-（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

、

（写化学式）．
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：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

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，反应生成氯化锰、氯气、水；
（4）三价铁离子与二氧化硫反应生成硫酸；
（5）根据检验硫酸根离子的方法进行解答；
（6）丙中检测结果只能证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺，不能证明Fe³⁺＞SO₂，因为Cl₂也能氧化SO₂产生SO₄^2-，所以丙是错误的；
（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；
②根据化学平衡：Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq）?FeSO₃（s）（墨绿色），步骤3中，Fe³⁺消耗SO₃^2-，c（SO₃^2-）减小，平衡逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色．

解答： 解：（1）由于装置中含有空气，而空气的存在，会对实验产生干扰，所以过程Ⅰ的目的是排除装置中的空气，防止干扰，
故答案为：排除装置中的空气，防止干扰；
（2）氯气或SO₂都是大气污染物，不能随意排放，因此棉花浸润的溶液应为NaOH溶液，用来吸收尾气，
故答案为：NaOH溶液；
（3）装置A是制备氯气的，二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（4）铁离子具有氧化性，能把SO₂氧化生成硫酸，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（5）检验B溶液中是否含有SO₄^2-的操作是向D试管中加入适量盐酸，再加BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，说明溶液中含有SO₄^2-，
故答案为：向D试管中加入适量盐酸，再加BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，说明溶液中含有SO₄^2-；
（6）过程ⅣB溶液中有Fe³⁺无Fe²⁺，说明氯气把亚铁离子氧化，因此氧化性氯气强于铁离子的．过程ⅥB溶液中含有亚铁离子，说明SO₂能把铁离子还原生成亚铁离子，即说明氧化性是铁离子强于SO₂，甲是正确的，同样分析乙也是正确的；而在丙中，检测结果只能证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺，不能证明Fe³⁺＞SO₂，因为Cl₂也能氧化SO₂产生SO₄^2-，所以丙是错误的，
故答案为：丙；此检测结果只能证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺，不能证明Fe³⁺＞SO₂，因为Cl₂也能氧化SO₂产生SO₄^2-；
（7）①实验中溶液显墨绿色，说明平衡向正反应方向移动，所以加入的应该是Na₂SO₃（或可溶性亚硫酸盐）；而步骤2中溶液显红棕色，说明加入的应该是FeCl₃，
故答案为：Na₂SO₃（或可溶性亚硫酸盐）；FeCl₃；
②由于Fe³⁺消耗 SO₃^2-，c（SO₃^2-）减小，使平衡Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq）?FeSO₃（s）逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色，
故答案为：Fe³⁺消耗 SO₃^2-，c（SO₃^2-）减小，使平衡Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（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，涉及了氧化还原反应的判断、化学实验基本操作方法、氯气的制备、氯气、氯化铁和SO₂性质的探究以及外界条件对平衡状态的影响等知识，题目难度中等，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．