为了探究Cl2.SO2同时通入H2O中发生的反应.某校化学兴趣小组同学设计了如图1所示的实验装置．(1)气体发生装置A产生的气体是SO2．(2)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量.某小组同学准备了以下试剂:①氯化铁溶液,②氯化亚铁溶液,③硫氰化钾溶液,④苯酚溶液,⑤品红溶液,⑥酸性高锰酸钾溶液．Ⅰ．若Cl2过量:取适量D中溶液滴� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．为了探究Cl₂、SO₂同时通入H₂O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图1所示的实验装置．

（1）气体发生装置A产生的气体是SO₂．
（2）为验证通入D装置中的气体是Cl₂过量还是SO₂过量，某小组同学准备了以下试剂：
①氯化铁溶液；②氯化亚铁溶液；③硫氰化钾溶液；
④苯酚溶液；⑤品红溶液；⑥酸性高锰酸钾溶液．
Ⅰ．若Cl₂过量：取适量D中溶液滴加至盛有②（填序号）试剂的试管内，再加入③或④（填序号）试剂，实验现象是溶液呈血红色或紫色．
Ⅱ．若SO₂过量：取适量D中溶液滴加至盛有⑤或⑥（填序号）试剂的试管内，实验现象是红色褪去为无色，加热后又变为红色或溶液变成无色．
（3）另一小组设计如图2所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO₂和Cl₂的性质．
①若从左端分别通入SO₂和Cl₂，装置A中观察到的现象是否相同？相同（填“相同”或“不相同”）．若装置D装的是铁粉，通入Cl₂与铁粉充分反应时现象为产生棕色的烟．
②若装置B中装有5.0mL 1.0mol/L的碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，共转移了5.0×10^-2mol电子，该反应的化学方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl．
（4）若由元素S和O组成-2价的酸根离子X，X中S和O的质量比为4：3，当Cl₂与含X的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，取上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生．写出Cl₂与含X的溶液反应的离子方程式：S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O═SO₄^2-+S↓+2Cl^-+2H⁺．

分析（1）由装置图可知，A装置产生的气体为二氧化硫；
（2）Ⅰ、氯气过量可以设计实验验证氯气的氧化性，结合亚铁离子被氧化为铁离子后，加入硫氰酸钾溶液会变红色证明；
Ⅱ、二氧化硫过量可以依据二氧化硫具有漂白性或还原性设计实验和选择试剂验证；
（3）①二氧化硫具有漂白性，氯气与水反应生成HClO，HClO具有漂白性；氯气与铁粉反应生成棕色烟氯化铁；
②通入足量的氯气，碘完全反应，根据转移电子数目计算I元素在氧化产物中的化合价，确定产物，据此书写；（4）由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比4：3，则N（S）：N（O）=$\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=2：3，则X为S₂O₃^2-，含S₂O₃^2-的溶液与氯气反应，有淡黄色沉淀生成，该淡黄色沉淀为S，上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生，且沉淀加盐酸不溶解，说明生成SO₄^2-，根据氧化还原反应，氯气被还原为氯离子，据此书写．

解答解：（1）由装置图可知，B装置气体生成后通入饱和食盐水中，说明是氯气的发生装置，通过食盐水除去气体中的氯化氢气体，所以A装置产生的气体为二氧化硫，二氧化硫是易溶于水的气体，通过F通入水防止倒吸；
故答案为：SO₂；
（2）Ⅰ、为验证通入D装置中的气体是Cl₂还是SO₂过量，若Cl₂过量，取适量D中溶液滴加至盛有氯化亚铁溶液，试剂的试管内，再加入硫氰化钾溶液会变血红色，或加入苯酚溶液变紫色，证明氯气氧化亚铁离子；
故答案为：②；③或④；溶液呈血红色或紫色；
Ⅱ、若SO₂过量，取适量D中溶液滴加至盛有品红溶液的试管中或酸性高锰酸钾溶液，试管中现象为红色褪去，加热又恢复红色或溶液变成无色；
故答案为：⑤或⑥；红色褪去为无色，加热后又变为红色或溶液变成无色；
（3）①二氧化硫具有漂白性，氯气与水反应生成HClO，HClO具有漂白性，故通入二氧化硫与通入氯气，装置A中的品红溶液都褪色；氯气与铁粉反应生成棕色烟氯化铁；
故答案为：相同；产生棕色的烟；
②装置B中装有5.0mL 1.0mol•L^-1的碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，共转移了5.0×10^-2mol电子，故I元素在氧化产物中的化合价为$\frac{5.0×1{0}^{-2}mol}{0.005L×1mol/L}$=5，故氧化产物为HIO₃，氯气被还原为HCl，反应方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃；
故答案为：5Cl₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HCl；
（4）由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比4：3，则N（S）：N（O）=$\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=2：3，则X为S₂O₃^2-，含S₂O₃^2-的溶液与氯气反应，有淡黄色沉淀生成，该淡黄色沉淀为S，上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生，且沉淀加盐酸不溶解，说明生成SO₄^2-，根据氧化还原反应，氯气被还原为氯离子，反应离子方程式为：H₂O+S₂O₃^2-+Cl₂=S↓+SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
故答案为：S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O═SO₄^2-+S↓+2Cl^-+2H⁺．

点评本题考查氯气的制备、对装置的理解与分析、氧化还原反应、氯气与二氧化硫的性质、实验方案设计等，难度中等，（1）中④注意根据电子注意判断I元素在氧化产物中的化合价，是对学生综合能力的考查．

练习册系列答案

13．下列各组物质中，属于分子晶体的是（　　）

SO₂，SiO₂，P₂O₅

PCl₃，CO₂，H₂SO₄

SiC，H₂O，NH₃

	A．	1 L 0.2 mol•L^-1 CH₃COONa溶液中含有0.2N_A个CH₃COO^-
	B．	标准状况下，22.4 L CO₂含有N_A个碳氧双键
	C．	一定温度下，将2 mol SO₂和1 mol O₂充入装有催化剂的容器中发生反应，转移4N_A个电子
	D．	1 mol羟基（-OH）中含9N_A个电子

18．下列实验操作均要用到玻璃棒，其中作用相同的是（　　）
①过滤 ②蒸发 ③溶解 ④向容量瓶中转移液体．

8．X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与Ca²⁺的核外电子数相等，X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构．下列说法正确的是（　　）

	A．	原子半径：Z＞Y＞X
	B．	Z与X形成化合物的酸性弱于Z的同族元素与X形成化合物的酸性
	C．	CaY₂与水发生氧化还原反应时，CaY₂只作氧化剂
	D．	CaX₂、CaY₂和CaZ₂等3种化合物中，阳离子与阴离子个数比均为1：2

15．已知某弱酸H₃XO₂只有一种钠盐：NaH₂XO₂．对于浓度为0.01mol•L^-1的NaH₂XO₂溶液，下列说法或关系式正确的是（　　）

	A．	H₂XO₂^-在溶液中既可发生电离，又可发生水解
	B．	c（H₂XO₂^-）+c（HXO₂^2-）+c（XO₂^3-）+c（H₃XO₂）=0.01mol•L^-1
	C．	c（H⁺）=c（OH^-）+c（H₃XO₂）
	D．	c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（H₂XO₂^-）

12．某有机物的红外光谱表明有O-H键和C-H键，核磁共振氢谱有两组吸收峰，峰面积之比为2：1，该有机物可能是（　　）

CH₂=CH-CH=CH₂

HOCH₂-CH₂OH

13．向含有c（FeCl₃）=0.3mol•L^-1、c（FeCl₂）=0.15mol•L^-1的混合溶液中滴加稀NaOH溶液，可得到一种黑色分散系，其中分散质粒子是直径约为9.3nm的金属氧化物，下列有关说法中正确的是（　　）

	A．	该分散系的分散质为Fe₂O₃
	B．	加入NaOH时发生的反应可能为：Fe²⁺+2Fe³⁺+8OH^-=Fe₃O₄+4H₂O
	C．	在电场作用下，阴极附近分散系黑色变深，则说明该分散系带正电荷
	D．	可用过滤的方法将黑色金属氧化物与Na⁺分离开

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