Question

11．某實驗小組用如圖所示裝置進行實驗以探究Fe³⁺、Cl₂和SO₂的氧化性強弱（夾持儀器已略）．

（1）按圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性后添加藥品：向A裝置的分液漏斗中加入濃鹽酸，在圓底燒瓶中加入固體KMnO₄；向B裝置中加入10mL FeCl₂溶液，棉花浸潤NaOH溶液；在C裝置的分液漏斗中加入70%的硫酸，向圓底燒瓶中加入固體Na₂SO₃．
（2）打開彈簧夾K₁～K₄，通入一段時間₂，再將T形導管插入B中，繼續通入N₂．通入一段時間N₂的目的是排出裝置中的空氣．
（3）關閉K₁，K₃，K₄，打開活塞a 和K₂，逐滴加入濃鹽酸，A裝置中發生反應的方程式為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（4）當B中溶液變為棕黃色時，停止滴加濃鹽酸，夾緊K₂，打開活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，分別取1mL溶液滴入硫氰化鉀（填試劑名稱）和鐵氰化鉀溶液可以證明其中含有Fe³⁺和Fe²⁺．此時B中發生反應的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）打開K₃和活塞c，逐滴加入70%的硫酸，當B中溶液顏色逐漸變為淺綠色，停止滴加70%的硫酸，夾緊K₃，打開活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，并檢驗其中的離子．此時B中發生反應的離子方程式為SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（6）結合實驗現象判斷Fe³⁺、Cl₂、SO₂氧化性由強到弱的順序為Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂．

Answer 1

分析 （1）根據實驗中會產生多余的氯氣、二氧化硫，而氯氣、二氧化硫有毒，需要用用堿溶液吸收；
（2）裝置中氧氣干擾實驗，則通入一段時間N₂的目的排出裝置中的空氣；
（3）A裝置中酸性高錳酸鉀與濃鹽酸反應，生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水，據此寫出反應的方程式；
（4）Cl₂將氯化亞鐵中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，據此寫出離子方程式；用硫氰化鉀可以證明其中含有Fe³⁺；
（5）Fe³⁺被SO₂還原為Fe²⁺，亞鐵離子的溶液為淺綠色；B中鐵離子將二氧化硫氧化成硫酸，據此寫出離子方程式；
（6）根據實驗現象及結合氧化還原反應原理判斷Cl₂、Fe³⁺和SO₂的氧化性由弱到強的順序．

解答 解：（1）實驗中會產生多余的氯氣、二氧化硫，用NaOH溶液吸收多余的氯氣、二氧化硫，防止污染空氣，故答案為：NaOH；
（2）通入一段時間N₂的目的是排出裝置中的空氣，防止其干擾實驗，故答案為：排出裝置中的空氣；
（3）酸性高錳酸鉀與濃鹽酸反應，生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水，方程式為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反應的離子方程式為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（4）氯氣將氯化亞鐵中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺遇KSCN溶液變為血紅色，則用硫氰化鉀可以證明其中含有Fe³⁺；
故答案為：硫氰化鉀；2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（5）Fe³⁺被SO₂還原為Fe²⁺，溶液變為淺綠色；B中二氧化硫被鐵離子氧化成硫酸，離子方程式為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：淺綠；SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（6）氯氣將氯化亞鐵中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，溶液變為棕黃色，離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺被SO₂還原為Fe²⁺，溶液變為淺綠色，離子方程式為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，可知氧化性：Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂；
故答案為：Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂；

點評 本題考查了性質實驗方案的設計，涉及氧化性、還原性強弱判斷、化學實驗基本操作方法應用、性質方案設計與評價等知識，明確實驗目的及反應原理為解答關鍵，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力，難度較大．