Question

12．為了驗證Cl^-、SO₂、Fe²⁺還原性的強弱，某課外小組同學設計了如圖所示裝置進行實驗．

回答下列問題：
（1）A裝置制取氯氣反應的離子方程式為ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；C裝置制備SO₂反應的離子方程式為SO₃^2-+H₂SO₄（濃）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O．
（2）若要用上述裝置連續驗證還原性：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-
①驗證還原性Fe²⁺＞Cl^-的操作是關閉K₁ 、K₃、K₄，打開K₂、分液漏斗活塞a．
②再驗證還原性SO₂＞Fe²⁺的操作是關閉K₁ 、K₂、K₄，打開K₃、分液漏斗活塞b．
（3）實驗結束時，檢驗實驗后的B中溶液是否含有SO₄^2-的操作方法為打開旋塞b，放出少量溶液于D中，加入鹽酸無現象，加入氯化鋇溶液生成白色沉淀是硫酸鋇沉淀，證明原溶液中含硫酸根離子．

Answer 1

分析 （1）C裝置中是固體亞硫酸鈉和濃硫酸反應生成二氧化硫氣體；
（2）①驗證還原性Fe²⁺＞Cl^-是利用裝置中的反應，還原劑的還原性大于還原產物，可以先再A裝置制備氯氣通入B裝置的氯化亞鐵溶液中發生反應，溶液變化淺綠色為黃色溶液；
②驗證還原性SO₂＞Fe²⁺是利用裝置C制備二氧化硫氣體，通入裝置B中的氯化鐵溶液中，溶液由黃色變化為淺綠色，氯化鐵被二氧化硫還原生成氯化亞鐵，氧化還原反應中還原劑還原性大于還原產物；
（3）檢驗硫酸根離子的實驗方法是加入鹽酸、氯化鋇，觀察是否有白色沉淀生成設計實驗．

解答 解：（1）KClO₃中Cl元素化合價由+5價變成0價，化合價降低5價，HCl中氯元素化合價由-1價升高為0價，反應方程式為：KClO₃+6HCl═KCl+3Cl₂↑+3H₂O，改成離子方程式為：ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；
C裝置中是固體亞硫酸鈉和濃硫酸反應生成二氧化硫氣體，反應的離子方程式為：SO₃^2-+H₂SO₄（濃）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O，
故答案為：ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；SO₃^2-+H₂SO₄（濃）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O；
（2）①驗證還原性Fe²⁺＞Cl^-是利用裝置中的反應，還原劑的還原性大于還原產物，可以先再A裝置制備氯氣通入B裝置的氯化亞鐵溶液中發生反應，溶液變化淺綠色為黃色溶液，操作是關閉K₁ 、K₃、K₄，打開K₂、分液漏斗活塞a，發生反應Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，依據現象和反應判斷，還原劑Fe²⁺的還原性大于還原產物Cl^-，
故答案為：關閉K₁ 、K₃、K₄，打開K₂、分液漏斗活塞a；
②驗證還原性SO₂＞Fe²⁺是利用裝置C制備二氧化硫氣體，通入裝置B中的氯化鐵溶液中，溶液由黃色變化為淺綠色，氯化鐵被二氧化硫還原生成氯化亞鐵，2Fe³⁺+SO₂+H₂O=2Fe²⁺+2H⁺+SO₄^2-，氧化還原反應中還原劑SO₂還原性大于還原產物Fe²⁺，操作為：關閉K₁ 、K₂、K₄，打開K₃、分液漏斗活塞b，
故答案為：關閉K₁ 、K₂、K₄，打開K₃、分液漏斗活塞b；
（3）檢驗硫酸根離子的實驗方法是加入鹽酸、氯化鋇，觀察是否有白色沉淀生成設計實驗，實驗結束時，檢驗實驗后的B中溶液是否含有SO₄^2-的操作方法為：打開旋塞b，放出少量溶液于D中，加入鹽酸無現象，加入氯化鋇溶液生成白色沉淀是硫酸鋇沉淀，證明原溶液中含硫酸根離子，
故答案為：打開旋塞b，放出少量溶液于D中，加入鹽酸無現象，加入氯化鋇溶液生成白色沉淀是硫酸鋇沉淀，證明原溶液中含硫酸根離子．

點評 本題考查了物質制備、物質檢驗、氧化還原反應中還原性強弱比較的實驗設計步驟和反應原理，注意裝置中活塞開關的作用，題目難度中等，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．