Question

某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如图1探究：
（1）装置的连接顺序为a→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→f．
（2）硬质玻璃管中可观察到的现象是

 

．
（3）硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，原因是

 

．
（4）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，进行如图2实验：
①试剂X的化学式为

 

；
②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
③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）该小组同学对红色褪去的原因进行探究．
①提出假设：
假设1：溶液中无SCN^-
假设2：溶液中无Fe³⁺
假设3：

 

．
②设计方案：请对所提出的假设1进行验证，简要写出实验方案．

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：

分析：（1）实验目的是探究氯气与铁的反应及产物，根据先制取纯净、干燥氯气、然后让氯气与铁反应生成氯化铁，最后需要完全吸收装置的顺序连接装置；
（2）铁与氯气反应生成氯化铁，会出现棕黄色的盐；
（3）导管较细，生成的氯化铁固体容易堵塞导管；
（4）①根据检验铁离子的常用方法解答；
②根据加入氯水后混合液红色加深可知，原固体为铁和氯化亚铁的混合物，则淡黄色溶液中含有亚铁离子；
③氯水具有强氧化性，将亚铁离子氧化成铁离子，铁离子浓度增大，溶液红色加深；
（5）①根据假设1、假设2判断假设3的内容；
②根据假设1的内容设计检验方案，写出检验方法．

解答： 解：（1）浓盐酸具有挥发性，则制取的氯气中混有氯化氢，需要用饱和食盐水除去杂质HCl，然后用浓硫酸干燥氯气，将干燥的氯气通入盛有铁粉的大试管中，让氯气与铁反应，氯气有毒，需要用碱石灰吸收，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、b、c；
（2）氯气能将金属氧化为最高价，铁在氯气中燃烧的产物是氯化铁，反应方程式为：2Fe+3Cl₂

△   .

2FeCl₃，硬质玻璃管中有棕黄色的烟生成，
故答案为：有棕黄色的烟生成；
（3）生成的氯化铁晶体容易堵塞导管，所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，而是直接与收集器连接，
故答案为：防止堵塞；
（4）①该操作的目的是检验反应产物，可以通过具有铁离子的方法完成，所以加入的试剂X为硫氰化钾溶液，
故答案为：KSCN；
②根据图2可知，先加入硫氰化钾溶液后溶液变红，加入氯水后红色加深，则原固体混合物为Fe和氯化铁，铁与铁离子反应生成亚铁离子，则淡黄色溶液中含有Fe²⁺，即该分析合理，固体混合物可能为Fe和FeCl₃，
故答案为：合理；a；
③氯水将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，溶液中铁离子浓度增大，根据反应Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃可知，生成的硫氰化铁浓度最大，所以溶液红色加深，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（5）①假设1：溶液中无SCN^-假设2：溶液中无Fe³⁺，则假设3为：溶液中同时无Fe³⁺和SCN^-，
故答案为：溶液中同时无Fe³⁺和SCN^-；
②假设1为“溶液中无SCN^-”，可以向溶液中滴入硫氰化钾溶液，如果溶液变红，则说明假设1成立，操作方法为：取少量褪色后的溶液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则假设1成立，
故答案为：取少量褪色后的溶液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则假设1成立．

点评：本题通过探究氯气与铁反应，考查了物质性质实验方案的设计方法，题目难度稍大，注意掌握氯气与铁反应的现象、反应原理，明确物质性质实验方案的设计原则，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．