Question

【題目】某化學(xué)興趣小組為探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________。

②整套實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的不足，請(qǐng)指出__________________。

(2)用改正后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如下：_______。

(3)因忙于觀察和記錄，沒有及時(shí)停止反應(yīng)，D、E中均發(fā)生了新的變化。D裝置中：紅色慢慢褪去。E裝置中：CCl4層先由無色變?yōu)槌壬�，后顏色逐漸加深，直至變成紅色。

為探究上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)，小組同學(xué)查得資料如下：

i.Fe3+3SCN-Fe(SCN)3是一個(gè)可逆反應(yīng)。

ii.(SCN)2性質(zhì)與鹵素單質(zhì)類似、氧化性：Cl2＞(SCN)2。

iii.Cl2和Br2反應(yīng)生辰BrCl，BrCl呈紅色(略帶黃色)，沸點(diǎn)約5℃，它與水能發(fā)生水解反應(yīng)，且該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)。

iv.AgClO、AgBrO均可溶于水。

①用平衡移動(dòng)原理(結(jié)合上述資料)解釋Cl2過量時(shí)D中溶液紅色褪去的原因_______，現(xiàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明上述解釋：取少量褪色后的溶液，滴加___________溶液，若溶液顏色________，則上述解釋是合理的。

②探究E中顏色變化的原因，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：

用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸餾、收集紅色物質(zhì)，取少量，加入AgNO3溶液，結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生。請(qǐng)結(jié)合上述資料用兩步方程式(離子或化學(xué)方程式不限定)解釋僅產(chǎn)生白色沉淀的原因：__________________。

Answer 1

【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 缺少尾氣處理裝置 Cl2＞ Br2＞ Fe3＋ 過量氯氣和SCN－反應(yīng)2SCN－＋Cl2===2Cl－＋(SCN)2，使SCN－濃度減小，則Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡逆向移動(dòng)而褪色 KSCN 變紅色 BrCl＋H2O===HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－===AgCl↓

【解析】

（1）①A中濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；

②氯氣有毒不能直接排空，要用堿液吸收尾氣；

（2）打開活塞a，向圓底燒瓶中滴入適量濃鹽酸，然后關(guān)閉活塞a，點(diǎn)燃酒精燈加熱；亞鐵離子的還原性比溴離子強(qiáng)，氯氣首先氧化亞鐵離子，再氧化溴離子；

（3）①過量氯氣和SCN-反應(yīng)，SCN-濃度減小，根據(jù)鐵離子和硫氰根離子反應(yīng)平衡原理分析；

向溶液中加入氯化鐵或硫氰化鉀溶液根據(jù)溶液顏色變化判斷；

②氯化溴能發(fā)生水解反應(yīng)生成酸，根據(jù)AgBrO、AgCl的溶解性分析。

（1）①濃鹽酸與二氧化錳加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

②由于氯氣有毒，直接排放到空氣中會(huì)污染大氣，要用堿液吸收尾氣，因此實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的不足為實(shí)驗(yàn)裝置缺少尾氣處理裝置；

（2）打開活塞a，向圓底燒瓶中滴入適量濃鹽酸，然后關(guān)閉活塞a，點(diǎn)燃酒精燈加熱；亞鐵離子的還原性比溴離子強(qiáng)，氯氣首先氧化亞鐵離子，再氧化溴離子，所以D裝置中首先變紅，E裝置中水層溶液變黃，振蕩后，下層CCl4層無明顯變化，說明以后亞鐵離子，溴離子未被氧化，因此Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>Cl2＞Br2＞Fe3＋；

（3）①過量氯氣和SCN-反應(yīng)2SCN-+Cl2＝2Cl-+(SCN)2，使SCN-濃度減小，則使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3向逆反應(yīng)方向移動(dòng)而褪色，為檢驗(yàn)其褪色原因，檢驗(yàn)方法為：取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則上述推測(cè)合理；或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl3溶液，若溶液不變紅，則上述推測(cè)合理；

②過量的氯氣和溴反應(yīng)生成氯化溴，氯化溴不穩(wěn)定，易和水反應(yīng)生成鹽酸和次溴酸，BrCl＋H2O＝HBrO＋HCl，氯離子和銀離子反應(yīng)生成白色沉淀氯化銀，Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，次溴酸和銀離子反應(yīng)生成次溴酸銀易溶于水，所以生成的白色沉淀為氯化銀。