Question

7．為驗證氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂，某小組用如圖所示裝置進行實驗（夾持儀器和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）．

實驗過程：
Ⅰ．打開彈簧夾K₁～K₄，通入一段時間N₂，再將T型導管插入B中，繼續通入N₂，然后關閉K₁、K₃、K₄．
Ⅱ．打開活塞a，滴加一定量的濃鹽酸，給A加熱．
Ⅲ．當B中溶液變黃時，停止加熱，關閉K₂．
Ⅳ．打開活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，檢驗其中的離子．
Ⅴ．打開K₃和活塞c，加入70%的硫酸，一段時間后關閉K₃．
Ⅵ．更新試管D，重復過程Ⅳ，檢驗B溶液中的離子．
（1）過程Ⅰ的目的是排出裝置中的空氣，防止干擾．
（2）檢驗B中溶液是否還有Fe²⁺的方法之一是：取少量B中溶液于試管中，滴加幾滴含有+3價鐵元素的配合物溶液，會產生藍色沉淀，寫出該反應的離子方程式3Fe²⁺+2（Fe（CN）₆）^3-=Fe₃（Fe（CN）₆）₂↓．
（3）若向第III步B中的黃色溶液中通入H₂S氣體，會觀察到有淡黃色沉淀生成，寫出該反應的離子方程式2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+2H⁺+S↓．
（4）若將制取的SO₂通入硫酸酸化的高錳酸鉀溶液可使溶液褪色，其反應的化學方程式為2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄．
（5）甲、乙、丙三位同學分別完成了上述實驗，結論如下表所示．他們的檢測結果一定能夠證明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是乙、丙（填“甲”、“乙”或“丙”）．

	過程Ⅳ，B溶液中含有的離子	過程Ⅵ，B溶液中含有的離子
甲	有Fe3+無Fe2+	有SO42-
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
丙	有Fe3+無Fe2+	有Fe2+

（6）將B中的FeCl₂溶液換成100mLFeBr₂溶液并向其中通入1.12LCl₂（標準狀況下），若溶液中有$\frac{1}{2}$的Br^-被氧化成單質Br₂，則原FeBr₂溶液中FeBr₂的物質的量濃度為0.5mol/L．

Answer 1

分析 （1）通入一段時間N₂，排出裝置中的氧氣；
（2）檢驗B中溶液是否還有Fe²⁺的方法，用二價鐵與+3價鐵元素的配合物溶液反應生成藍色沉淀；
（3）第Ⅲ步B中發生三價鐵離子與硫化氫反應，生成硫沉淀、二價鐵、水；
（4）SO₂通入酸性高錳酸鉀溶液中二者可以發生氧化還原反應；
（5）乙中第一次，說明氯氣不足，氯氣氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，說明發生二氧化硫與鐵離子的反應，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，丙中第一次有Fe³⁺，無Fe²⁺，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有亞鐵離子，說明發生二氧化硫與鐵離子的反應，則氧化性鐵離子大于二氧化硫；
（6）根據電子守恒進行計算．

解答 解：（1）打開K₁～K₄，關閉K₅、K₆，通入一段時間N₂，目的是排出裝置中的氧氣，
故答案為：排出裝置中的空氣，防止干擾；
（2）檢驗B中溶液是否還有Fe²⁺的方法，用二價鐵與+3價鐵元素的配合物溶液反應生成藍色沉淀的離子方程式為：3Fe²⁺+2（Fe（CN）₆）^3-=Fe₃（Fe（CN）₆）₂↓，故答案為：3Fe²⁺+2（Fe（CN）₆）^3-=Fe₃（Fe（CN）₆）₂↓；
（3）三價鐵離子與硫化氫反應，生成硫沉淀、二價鐵、水，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+2H⁺+S↓，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+2H⁺+S↓；
（4）SO₂具有還原性，酸性高錳酸鉀溶液具有強的氧化性，二者混合后可以發生氧化還原反應：2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄，使高錳酸鉀褪色，故答案為：2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄；
（5）乙中第一次，說明氯氣不足，氯氣氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，說明發生二氧化硫與鐵離子的反應，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，丙中第一次有Fe³⁺，無Fe²⁺，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有亞鐵離子，說明發生二氧化硫與鐵離子的反應，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，
故答案為：乙、丙；
（6）設FeBr₂的物質的量濃度為c，
由電子守恒可知，$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$×2×1=c×0.1L×（3-2）+c×0.1L×2×$\frac{1}{2}$×（1-0），
解得c=0.5mol/L，
故答案為：0.5mol/L．

點評 本題考查性質實驗方案的設計及氧化還原反應，明確裝置的作用及發生的反應是解答的關鍵，注意氧化性的比較是解答的難點，題目難度中等．