Question

為驗證氧化性C12＞Fe3+＞SO2某小組用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器和甲中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）．
實驗步驟：
1．在甲裝置中，打開活塞a，加熱，待裝置中充滿黃綠色氣體時，與丙裝置連接．
2．當丙裝置中FeC1₂溶液變黃時，停止加熱．
3．打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子．
4．在乙裝置中，打開活塞b，待空氣排盡后，將乙中產生的氣體通入上述丙裝置變黃后的溶液中，一段時間后，停止．
5．更新丙中試管，打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子．
回答下列問題：
（1）甲中發生反應的化學方程式為

 

．
（2）用70%的硫酸制取SO₂，反應速率比用98%的硫酸快，原因是

 

．
（3）實驗中，證明氧化性Fe³⁺＞SO₂的離子方程式為

 

．
（4）有I、II、III三組同學分別完成了上述實驗，實驗結果如下：

	步驟3溶液中含有的離子	步驟5溶液中含有的離子
Ⅰ	既有Fe3+又有Fe2+	有SO   2- 4
Ⅱ	有Fe3+無Fe2+	有SO   2- 4
Ⅲ	有Fe3+無Fe2+	有Fe2+

上述實驗結果一定能夠證明C12＞Fe3+＞SO2的是

 

（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）甲裝置是制取氯氣的裝置，可以用二氧化錳和濃鹽酸之間的反應來制取；
（2）濃硫酸中不存在自由移動的離子；
（3）根據鐵離子能將二氧化硫氧化的原理來書寫方程式；
（4）根據反應：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺可以得到氧化性：Fe³⁺＞SO₄^2-，將氯氣通到氯化亞鐵中，溶液變黃色可以證明氧化性：Cl₂＞Fe³⁺，據此回答判斷．

解答： 解：鉀裝置可以用來制取氯氣，乙裝置可以用來制取二氧化硫，將氯氣、二氧化硫分別通入到氯化亞鐵溶液中，根據現象變化可以判斷氯氣、二氧化硫和鐵離子的氧化性強弱．
（1）甲裝置是制取氯氣的裝置，可以用二氧化錳和濃鹽酸之間的反應來制取，反應的原理方程式為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+H₂O；
（2）濃硫酸中不存在自由移動的離子，70%的硫酸中氫離子濃度比98%的硫酸中的大，所以用70%的硫酸制取SO₂，反應速率比用98%的硫酸快，故答案為：70%的硫酸中氫離子濃度比98%的硫酸中的大；
（3）鐵離子具有氧化性，能將二氧化硫氧化，根據氧化劑的氧化性強于氧化產物，可以證明氧化性的強弱，其反應的原理方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）根據反應：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，根據出現鐵離子、還有硫酸根離子，可以得到氧化性：Fe³⁺＞SO₄^2-，將氯氣通到氯化亞鐵中，溶液變黃色可以證明氧化性：Cl₂＞Fe³⁺，故答案為：Ⅰ、Ⅲ．

點評：本題是一道實驗方案的設計題，考查學生對物質的性質的掌握，注意氧化還原反應中的規律是解題的關鍵，難度中等．