Question

為了探究Cl₂、SO₂同時通入H₂O中發生的反應，某�；瘜W興趣小組同學設計了如圖1所示的實驗裝置．

（1）氣體發生裝置A產生的氣體是

 

；
（2）為驗證通入D裝置中的氣體是Cl₂過量還是SO₂過量，某小組同學準備了以下試劑：
①氯化鐵溶液    ②氯化亞鐵溶液    ③硫氰化鉀溶液
④苯酚溶液      ⑤品紅溶液      　⑥酸性高錳酸鉀溶液
I  若Cl₂過量：取適量D中溶液滴加至盛有

 

（選填一個序號）試劑的試管內，再加入

 

（選填一個序號）試劑，實驗現象是：

 

；
II  若SO₂過量：取適量D中溶液滴加至盛有

 

（選填一個序號）試劑的試管內，實驗現象是：

 

（3）另一小組設計如圖所示的裝置圖2（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究SO₂和Cl₂的性質．
①若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現象是否相同？

 

（填“相同”或“不相同”）；
②若裝置B中裝有5.0mL 1.0mol/L在碘水，當通入足量Cl₂完全反應后，共轉移了5.0×10^-2mol電子，該反應的化學方程式為

 

．
（4）若由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質量比為4：3；當Cl₂的與含X的溶液完全反應后，有淺黃色沉淀產生，取上層清液加入氯化鋇溶液，有白色沉淀產生．寫出Cl₂與含X的溶液反應的離子方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）由裝置圖可知，A裝置產生的氣體為二氧化硫；
（2）Ⅰ、氯氣過量可以設計實驗驗證氯氣的氧化性，結合亞鐵離子被氧化為鐵離子后，加入硫氰酸鉀溶液會變紅色證明；
Ⅱ、二氧化硫過量可以依據二氧化硫具有漂白性或還原性設計實驗和選擇試劑驗證；
（3）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應生成HClO，HClO具有漂白性；
②通入足量的氯氣，碘完全反應，根據轉移電子數目計算I元素在氧化產物中的化合價，確定產物，據此書寫；
（4）由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質量比4：3，則N（S）：N（O）=

4

32

：

3

16

=2：3，則X為S₂O₃^2-，含S₂O₃^2-的溶液與氯氣反應，有淡黃色沉淀生成，該淡黃色沉淀為S，上層清液加入氯化鋇溶液，有白色沉淀產生，且沉淀加鹽酸不溶解，說明生成SO₄^2-，根據氧化還原反應，氯氣被還原為氯離子，據此書寫．

解答：解：（1）由裝置圖可知，B裝置氣體生成后通入飽和食鹽水中，說明是氯氣的發生裝置，通過食鹽水除去氣體中的氯化氫氣體，所以A裝置產生的氣體為二氧化硫，二氧化硫是易溶于水的氣體，通過F通入水防止倒吸；
故答案為：SO₂；
（2）Ⅰ、為驗證通入D裝置中的氣體是Cl₂還是SO₂過量，若Cl₂過量，取適量D中溶液滴加至盛有氯化亞鐵溶液，試劑的試管內，再加入硫氰化鉀溶液會變血紅色，或加入苯酚溶液變紫色，證明氯氣氧化亞鐵離子；
故答案為：②；③或④；溶液呈血紅色或紫色；
Ⅱ、若SO₂過量，取適量D中溶液滴加至盛有品紅溶液的試管中或酸性高錳酸鉀溶液，試管中現象為紅色褪去，加熱又恢復紅色或溶液變成無色；
故答案為：⑤或⑥；紅色褪去為無色，加熱后又變為紅色或溶液變成無色；
（3）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應生成HClO，HClO具有漂白性，故通入二氧化硫與通入氯氣，裝置A中的品紅溶液都褪色，故答案為：相同；
②裝置B中裝有5.0mL 1.0mol?L^-1的碘水，當通入足量Cl₂完全反應后，共轉移了5.0×10^-2mol電子，故I元素在氧化產物中的化合價為

5.0×10-2mol

0.005L×1.0mol/L

=5，故氧化產物為HIO₃，氯氣被還原為HCl，反應方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃；
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃；
（4）由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質量比4：3，則N（S）：N（O）=

4

32

：

3

16

=2：3，則X為S₂O₃^2-，含S₂O₃^2-的溶液與氯氣反應，有淡黃色沉淀生成，該淡黃色沉淀為S，上層清液加入氯化鋇溶液，有白色沉淀產生，且沉淀加鹽酸不溶解，說明生成SO₄^2-，根據氧化還原反應，氯氣被還原為氯離子，
反應離子方程式為：H₂O+S₂O₃^2-+Cl₂=S↓+SO₄^2-+Cl^-+2H⁺，故答案為：H₂O+S₂O₃^2-+Cl₂=S↓+SO₄^2-+Cl^-+2H⁺．

點評：本題考查氯氣的制備、對裝置的理解與分析、氧化還原反應、氯氣與二氧化硫的性質、實驗方案設計等，難度中等，（1）中④注意根據電子注意判斷I元素在氧化產物中的化合價，是對學生綜合能力的考查．