Question

為驗(yàn)證氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂，某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持儀器和 A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗(yàn)）。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

Ⅰ.打開(kāi)彈簧夾K₁~K₄，通入一段時(shí)間N₂，再將T型導(dǎo)管插入B中，繼續(xù)通入N₂，然后關(guān)閉K₁、K₃、K₄。

Ⅱ.打開(kāi)活塞a，滴加一定量的濃鹽酸，給A加熱。

Ⅲ.當(dāng)B中溶液變黃時(shí)，停止加熱，夾緊彈簧夾K₂。

Ⅳ.打開(kāi)活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，檢驗(yàn)其中的離子。

Ⅴ.打開(kāi)彈簧夾K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段時(shí)間后夾緊彈簧夾K₃。

Ⅵ.更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅳ，檢驗(yàn)B溶液中的離子。

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               。

（2）用70%的硫酸制取SO₂，反應(yīng)速率比用98%的硫酸快，原因是           。

（3）甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實(shí)驗(yàn)，他們的檢測(cè)結(jié)果一定能夠證明氧化性

Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是         （填“甲”“乙”“丙”）。

	過(guò)程Ⅳ  B溶液中含有的離子	過(guò)程Ⅵ  B溶液中含有的離子
甲	有Fe3+無(wú)Fe2+	有SO42-
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
丙	有Fe3+無(wú)Fe2+	有Fe2+

 

（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程Ⅴ時(shí)，B中溶液顏色由黃色逐漸變?yōu)榧t棕色，停止通氣，放置一段時(shí)間后溶液顏色變?yōu)闇\綠色。

查閱資料：Fe²⁺（aq）＋SO₃^2-（aq）FeSO₃（s）（墨綠色）

提出假設(shè)：FeCl₃與 SO₂的反應(yīng)經(jīng)歷了中間產(chǎn)物FeSO₃，溶液的紅棕色是FeSO₃（墨綠色）與FeCl₃（黃色）的混合色。某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，證實(shí)該假設(shè)成立：

① 溶液E和F分別為           、           。

② 請(qǐng)用化學(xué)平衡原理解釋步驟3中紅棕色溶液顏色變?yōu)闇\綠色的原因            

                                                 。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）MnO₂＋4HCl(濃)MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O   （2分）

（2）70%的硫酸中c(H⁺)比98%的硫酸大，因此反應(yīng)速率更快。（2分）

（3）乙、丙       （2分）

（4）① Na₂SO₃（或可溶性亞硫酸鹽）、FeCl₃    （2分，各1分）

② Fe³⁺ 消耗 SO₃^2-，c(SO₃^2-)減小，使平衡Fe²⁺(aq)＋SO₃^2-(aq)FeSO₃(s)逆向移動(dòng)，溶液顏色由紅棕色變?yōu)闇\綠色   （2分）

【解析】

試題分析：

⑵反應(yīng)速率的影響因素有溫度、濃度、催化劑、接觸面積等，該題中只有濃度不同，濃硫酸溶液中溶質(zhì)主要以硫酸分子形式存在，電離出的氫離子少、濃度低。

⑶該題的理論依據(jù)是氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物，也強(qiáng)于還原劑的氧化性；甲、B可能有存在溶解的氯氣氧化二氧化硫；乙、B中存在二價(jià)鐵離子三價(jià)鐵離子，說(shuō)明氯氣的氧化性強(qiáng)于三價(jià)鐵離子，且沒(méi)有氯氣剩余；故后有硫酸根離子能說(shuō)明三價(jià)鐵離子氧化性強(qiáng)于二氧化硫；丙、B中存在三價(jià)鐵離子，說(shuō)明氯氣氧化性強(qiáng)于三價(jià)鐵離子；后生成了二價(jià)鐵離子，只能是三價(jià)鐵離子被二氧化硫還原，正確。

⑷根椐假設(shè)和實(shí)驗(yàn)應(yīng)先生成亞硫酸鐵，再和三氯化鐵混合，所以分別加入亞硫酸鈉溶液、氯化鐵溶液；溶液變?yōu)闇\綠色說(shuō)明生成了二價(jià)鐵離子，即2Fe^3＋＋SO₃^2－＋H₂O＝2Fe^2＋＋SO₄^2－＋2H^＋促使2Fe^3＋＋3H₂OFe(OH)₃＋3H^＋和SO₃^2－＋H₂OHSO₃^2－＋OH^－逆向進(jìn)行，溶液變?yōu)闇\綠色。

考點(diǎn)：綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)題，考查實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟、操作目的、原理、微粒的檢驗(yàn)以及分析等有關(guān)問(wèn)題。