Question

（18分）為驗證氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2，某小組用下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）實驗過程如下：

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(xù)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，夾緊彈簧夾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.打開彈簧夾K3、活塞c，加入70%的硫酸，一段時間后夾緊彈簧夾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_________________________________________________。

（2）棉花中浸潤的溶液為______________________。

（3）A中發(fā)生反應的化學方程式為 。

（4）用70%的硫酸制取SO2，反應速率比用98%的硫酸快，原因是 。

（5）能說明氧化性Fe3+＞SO2的離子方程式是______________________________________。

（6）甲、乙、丙三位同學分別完成了上述實驗，他們的檢測結果一定能夠證明氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2的是 （填“甲”“乙”“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+

（7）進行實驗過程Ⅴ時，B中溶液顏色由黃色逐漸變?yōu)榧t棕色，停止通氣，放置一段時間后溶液

顏色變?yōu)闇\綠色。

查閱資料：Fe2+（aq）＋SO32-（aq）FeSO3（s）（墨綠色）

提出假設：FeCl3與SO2的反應經歷了中間產物FeSO3，溶液的紅棕色是FeSO3（墨綠色）與FeCl3（黃色）的混合色。某同學設計如下實驗，證實該假設成立：

①溶液E和F分別為 、 。

②請用化學平衡原理解釋步驟3中紅棕色溶液顏色變?yōu)闇\綠色的原因 。

 

Answer 1

（1）排除空氣（1分） （2）NaOH溶液 （3）MnO2 + 4HCl(濃) △MnCl2+Cl2 ↑+ 2H2O

（4）70%H2SO4中c(H+)大 （5）2Fe3+ + SO2 + 2H2O＝2Fe2+ + SO42-+4H+ （6）乙、丙

（7）① Na2SO3溶液 、FeCl3溶液

②Fe3+ 消耗 SO32-，c(SO32-)減小，使平衡Fe2+(aq)＋SO32-(aq)FeSO3(s)逆向移動，溶液顏色由紅棕色變?yōu)闇\綠色。（3分）

【解析】

試題分析：（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。

（2）氯氣、二氧化硫有毒，棉花中浸有NaOH溶液，吸收多余氯氣、二氧化硫，防止污染空氣。

（3）A中發(fā)生二氧化錳與濃鹽酸的反應，生成氯化錳、氯氣、水，該反應為MnO2 + 4HCl(濃) △MnCl2+Cl2 ↑+ 2H2O。

（4）因氫離子濃度越大，反應速率越快，則70%的硫酸中的氫離子濃度比98%的硫酸中的氫離子濃度大，所以反應速率快。

（5）鐵離子能把二氧化硫氧化生成硫酸，反應的離子方程式為2Fe3+ + SO2 + 2H2O＝2Fe2+ + SO42-+4H+。

（6）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(fā)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(fā)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。

（7）①E與氯化亞鐵溶液反應產生墨綠色，說明反應中有亞硫酸亞鐵生成，因此E應該是Na2SO3溶液。根據FeSO3（墨綠色）與FeCl3（黃色）的混合后溶液顯紅棕色可知，F(xiàn)應該是FeCl3溶液。

②鐵離子具有氧化性，因此Fe3+ 消耗 SO32-，導致c(SO32-)減小，使平衡Fe2+(aq)＋SO32-(aq)FeSO3(s)逆向移動，溶液顏色由紅棕色變?yōu)闇\綠色。

考點：考查性質實驗方案的設計及氧化還原反應和平衡移動原理應用