Question

1．實驗題：某學生實驗小組欲以實驗驗證Cl₂、Fe³⁺二種物質的有關性質，選擇了一些常見的試劑進行相關的驗證實驗：
常見試劑：濃鹽酸、MnO₂、FeSO₄溶液、KSCN溶液、蒸餾水、稀HNO₃、0.1%AgNO₃溶液．
用軟錳礦（MnO₂）與濃鹽酸制取少量Cl₂，將其通入到裝有FeSO₄溶液的一試管中，驗證氧化性：Cl₂＞Fe³⁺及還原產物的存在形式．
（實驗一）
（1）為保證實驗的準確性，FeSO₄溶液在配制后保存時應加入少量鐵粉；目的是防止Fe²⁺被氧化．
（2）制取的Cl₂應凈化處理，以防止還原產物檢驗時帶來干擾．凈化的操作洗氣．除雜試劑飽和氯化鈉溶液．
（3）說明其原理的實驗中，將除雜后的Cl₂通入FeSO₄溶液中，在溶液中應先滴加：硫氰化鉀溶液，無明顯現象．通Cl₂后的現象是溶液變為血紅色．
（實驗二）
將（實驗一）所用FeSO₄通入少量上述制取凈化后的Cl₂，敘述如何驗證還原產物及現象取少量反應后的溶液放在試管中，向其中滴加硝酸，再加入硝酸銀，有白色沉淀生成．
①離子方程式是Ag⁺+Cl^-=AgCl↓
②此步中Cl₂為何要少量若Cl₂過量，和水發生反應也能生成Cl^-，干擾還原產物的檢驗．

Answer 1

分析 （實驗一）
（1）配制FeCl₂溶液要防止其水解和被氧化；氫氧化亞鐵在空氣中易被氧化；
（2）取的Cl₂含有雜質HCl和水，HCl溶于水后會生成Cl^-，干擾Cl^-的檢驗，故制取的Cl₂應凈化處理除掉HCl，可將氯氣通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶；
（3）要驗氧化性：Cl₂＞Fe³⁺，只要能證明Cl₂可以將Fe²⁺氧化成Fe³⁺即可，實驗原理先驗證FeSO₄溶液中沒有Fe³⁺，再驗證通入氯氣后的FeSO₄溶液中含有Fe³⁺，根據Fe³⁺遇硫氰化鉀溶液變紅這一現象，來驗證溶液中是否含有Fe³⁺；
（實驗二）
向（實驗一）所用FeSO₄通入少量上述制取凈化后的Cl₂，發生反應：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，該反應中Cl₂為氧化劑，Cl^-為還原產物，要驗證還原產物，只要驗證反應后的溶液中是否含有Cl^-即可，所用試劑為：硝酸和硝酸銀；若Cl₂過量，和水發生反應也能生成Cl^-，干擾還原產物的檢驗．

解答 解：（實驗一）
（1）本題驗證Cl₂能氧化FeSO₄，FeSO₄中Fe為+2價，易被氧化為+3價，FeSO₄溶液存放時會因被氧化而變質，為了防止亞鐵離子被氧化，需要加入少量的鐵粉，鐵粉會與+3價的鐵反應，離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，故FeSO₄溶液在配制后保存時應加入少量鐵粉，防止Fe²⁺被氧化，干擾以下實驗的進行．
故答案為：加入少量鐵粉；防止Fe²⁺被氧化；
（2）取的Cl₂含有雜質HCl和水，HCl溶于水后會生成Cl^-，干擾（實驗二）中還原產物Cl^-的檢驗，故制取的Cl₂應凈化處理除掉HCl，根據HCl極易溶于水，且氯氣在飽和食鹽水中的溶解度很小，可將氯氣通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶，以除去氯氣中少量的氯化氫氣體；
故答案為：洗氣；飽和氯化鈉溶液；
（3）要驗氧化性：Cl₂＞Fe³⁺，只要能證明Cl₂可以將Fe²⁺氧化成Fe³⁺即可，實驗原理先驗證FeSO₄溶液中沒有Fe³⁺，再驗證通入氯氣后的FeSO₄溶液中含有Fe³⁺，根據Fe³⁺遇硫氰化鉀溶液變紅這一現象，來驗證溶液中是否含有Fe³⁺；
故答案為：硫氰化鉀溶液；溶液變為血紅色；
（實驗二）
向（實驗一）所用FeSO₄通入少量上述制取凈化后的Cl₂，發生反應：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，該反應中Cl₂為氧化劑，Cl^-為還原產物，要驗證還原產物，只要驗證反應后的溶液中是否含有Cl^-即可，驗證方法：取少量反應后的溶液放在試管中，向其中滴加硝酸，再加入硝酸銀，有白色沉淀生成，離子方程式為：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；
若向FeSO₄溶液中通入的Cl₂過量，Cl₂會和水發生反應也能生成Cl^-，干擾了還原產物Cl^-的檢驗；
故答案為：取少量反應后的溶液放在試管中，向其中滴加硝酸，再加入硝酸銀，有白色沉淀生成；①Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；②若Cl₂過量，和水發生反應也能生成Cl^-，干擾還原產物的檢驗．

點評 本題考查亞鐵鹽和氯氣的反應，以及反應產物的檢驗，題干信息的分析理解是解題關鍵，注意掌握物質性質和常見離子的檢驗，題目難度中等．