Question

5．為驗證氧化性：Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂，某小組用圖所示裝置進行實驗（夾持儀器和甲中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）．
實驗步驟：
Ⅰ在甲裝置中，打開活塞a，加熱，待裝置中充滿黃綠色氣體時，與丙裝置連接．
Ⅱ當丙裝置中FeC1₂溶液變黃時，停止加熱．
Ⅲ打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子．
Ⅳ在乙裝置中，打開活塞b，待空氣排盡后，將乙中產(chǎn)生的氣體通入上述丙裝置變黃后的溶液中，一段時間后停止．
Ⅴ更新丙中試管，打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子．
回答下列問題：
（1）甲中發(fā)生反應的化學方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+H₂O．
（2）用70%的硫酸制取SO₂，反應速率比用98%的硫酸快，原因是70%的H₂SO₄比98%的H₂SO₄電離程度大，溶液中H⁺濃度大，反應速度快．
（3）實驗中，證明氧化性Fe³⁺＞SO₂的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（4）有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三組同學分別完成了上述實驗，實驗結果如下：

	步驟3溶液中含有的離子	步驟5溶液中含有的離子
Ⅰ	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
Ⅱ	有Fe3+無Fe2+	有SO42-
Ⅲ	有Fe3+無Fe2+	有Fe2+

上述實驗結果一定能夠證明氧化性：Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是Ⅰ、Ⅲ（用“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”代號回答）．
（5）若要用以上甲和丙裝置證明氧化性為：Cl₂＞Fe³⁺＞I₂的結論，則步驟為：
①往丙的漏斗中加入兩種試劑FeI₂、KSCN和一種溶劑CCl₄．
②將甲裝置中產(chǎn)生的Cl₂慢慢通入丙中，觀察丙的漏斗中溶液顏色變化．
③如果觀察到丙中溶液下層（CCl₄層）先由無色變?yōu)樽霞t色；后看到上層溶液由淺綠色變?yōu)榧t色則結論正確．
④停止通入Cl₂．

Answer 1

分析 甲裝置可以用來制取氯氣，乙裝置可以用來制取二氧化硫，將氯氣、二氧化硫分別通入到氯化亞鐵溶液中，根據(jù)現(xiàn)象變化可以判斷氯氣、二氧化硫和鐵離子的氧化性強弱，
（1）甲裝置是制取氯氣的裝置，可以用二氧化錳和濃鹽酸之間的反應來制��；
（2）濃硫酸中不存在自由移動的離子；
（3）根據(jù)鐵離子能將二氧化硫氧化的原理來書寫方程式；
（4）根據(jù)反應：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺可以得到氧化性：Fe³⁺＞SO₄^2-，將氯氣通到氯化亞鐵中，溶液變黃色可以證明氧化性：Cl₂＞Fe³⁺，
（5）將甲裝置中產(chǎn)生的氯氣通入丙裝置中的FeI₂溶液中，氯氣先氧化碘離子產(chǎn)生碘單質，后氧化亞鐵離子生成鐵離子，用四氯化碳可以萃取出碘，用硫氰化鉀檢驗鐵離子，據(jù)此回答判斷．

解答 解：甲裝置可以用來制取氯氣，乙裝置可以用來制取二氧化硫，將氯氣、二氧化硫分別通入到氯化亞鐵溶液中，根據(jù)現(xiàn)象變化可以判斷氯氣、二氧化硫和鐵離子的氧化性強弱，
（1）甲裝置是制取氯氣的裝置，可以用二氧化錳和濃鹽酸之間的反應來制取，反應的原理方程式為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+H₂O；
（2）濃硫酸中不存在自由移動的離子，70%的硫酸中氫離子濃度比98%的硫酸中的大，所以用70%的硫酸制取SO₂，反應速率比用98%的硫酸快，故答案為：70%的H₂SO₄比98%的H₂SO₄電離程度大，溶液中H⁺濃度大，反應速度快；
（3）鐵離子具有氧化性，能將二氧化硫氧化，根據(jù)氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物，可以證明氧化性的強弱，其反應的原理方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）根據(jù)反應：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，根據(jù)出現(xiàn)鐵離子、還有硫酸根離子，可以得到氧化性：Fe³⁺＞SO₄^2-，將氯氣通到氯化亞鐵中，溶液變黃色可以證明氧化性：Cl₂＞Fe³⁺，
故答案為：Ⅰ、Ⅲ；
（5）將甲裝置中產(chǎn)生的氯氣通入丙裝置中的FeI₂溶液中，氯氣先氧化碘離子產(chǎn)生碘單質，后氧化亞鐵離子生成鐵離子，用四氯化碳可以萃取出碘，用硫氰化鉀檢驗鐵離子，
①根據(jù)上面的分析可知，往丙的漏斗中加入兩種試劑為FeI₂、KSCN和一種溶劑為CCl₄，
故答案為：FeI₂、KSCN；CCl₄；
③如果觀察到下層（CCl₄層）先由無色變?yōu)樽霞t色；后看到上層溶液由淺綠色變?yōu)榧t色則結論正確，
故答案為：下層（CCl₄層）先由無色變?yōu)樽霞t色；后看到上層溶液由淺綠色變?yōu)榧t色．

點評 本題是一道實驗方案的設計題，考查學生對物質的性質的掌握，注意氧化還原反應中的規(guī)律是解題的關鍵，難度中等．