Question

10．化學實驗有助于理解化學知識，形成化學觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學素養(yǎng)，湖南省某示范性高中的化學學習小組對高中所學的部分物質(zhì)的性質(zhì)進行了探究．

I．化學學習小組甲用如圖1裝置驗證二氧化硫的化學性質(zhì)
（1）裝置A中盛放濃硫酸儀器名稱是分液漏斗，實驗過程中．裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是試管中出現(xiàn)淡黃色沉淀，整套裝置驗證了二氧化硫的化學性有acd
a．還原性 b．溶解性              c．氧化性         d．漂白性
（2）尾氣處理若用氫氧化鈉溶液，當通入二氧化硫至溶液顯中性時，此時溶液中c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）（用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示）．
Ⅱ．化學學習小組乙用如圖2所示裝置驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗）
實驗過程：
I．打開彈簧夾，打開活塞a，殫?夾，滴加濃鹽酸
Ⅱ．當B和C中的溶液變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾
Ⅲ．當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，關(guān)閉活塞a
IV…
（3）裝置B、C中“浸有X溶液的棉花”當中X溶液可以是NaOH溶液
（4）寫出裝置A中產(chǎn)生氯氣的化學方程式2KMnO₄+16HCl（濃）=2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O
（5）過程Ⅲ實驗?zāi)康氖谴_認C中的黃色溶液中無氯氣排除氯氣對溴置換碘實驗的干擾
Ⅲ請你幫助化學學習小組丙設(shè)計實驗證明：氧化性強弱：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺，可供選擇的試劑：氯水、溴化亞鐵溶液、四氯化碳、硫氰化鉀溶液．

Answer 1

分析 Ⅰ．圖1分析可知：裝置A中濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，具有還原性，通過高錳酸鉀溶液使之褪色，二氧化硫也有氧化性，可以和硫化鈉發(fā)生反應(yīng)，生成硫單質(zhì)沉淀，最后二氧化硫氣體通入裝置D中的品紅試液，品紅褪色，剩余氣體進行尾氣處理，
（1）分析可知二氧化硫中硫元素化合價居于中間價態(tài)，既具有氧化性也具有還原性，特征性質(zhì)是漂白性；
（2）二氧化硫是酸性氧化物和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉或亞硫酸鈉或二者混合物，當通入二氧化硫至溶液顯中性時，結(jié)合溶液中電荷守恒分析判斷；
Ⅱ．用如圖2所示裝置驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱，裝置A中生成氯氣，燒瓶上端濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍色，進入裝置B中的溴化鈉溶液呈橙紅色，氯氣氧化溴離子為溴單質(zhì)，打開彈簧夾，打開活塞a，殫簧夾，滴加濃鹽酸，當B和C中的溶液變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾，當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，關(guān)閉活塞a，
（3）BC中棉花團的作用是吸收剩余的氯氣，用氫氧化鈉溶液；
（4）裝置A中產(chǎn)生氯氣是高錳酸鉀溶液和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水；
（5）過程Ⅲ實驗?zāi)康氖谴_認C中的黃色溶液中無氯氣排除氯氣對溴置換碘實驗的干擾；
取溴化亞鐵溶液少許于試管中滴加2-3滴KSCN溶液，逐滴加入氯水，溶液出現(xiàn)紅色時，加入四氯化碳振蕩，四氯化碳層無明顯變化，繼續(xù)滴加氯水至過量，繼續(xù)振蕩靜置，四氯化碳層變橙紅色，據(jù)此判斷氧化性強弱；

解答 解：Ⅰ．圖1分析可知：裝置A中濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，具有還原性，通過高錳酸鉀溶液使之褪色，二氧化硫也有氧化性，可以和硫化鈉發(fā)生反應(yīng)，生成硫單質(zhì)沉淀，最后二氧化硫氣體通入裝置D中的品紅試液，品紅褪色，剩余氣體進行尾氣處理，
（1）裝置A中盛放濃硫酸儀器名稱是分液漏斗，裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是生成淡黃色沉淀，實驗分析可知二氧化硫中硫元素化合價居于中間價態(tài)，既具有氧化性也具有還原性，特征性質(zhì)是漂白性，裝置B證明二氧化硫的還原性，裝置C證明二氧化硫的氧化性，裝置D證明二氧化硫的漂白性，選擇acd，
故答案為：分液漏斗；試管中出現(xiàn)淡黃色沉淀；acd；
（2）二氧化硫是酸性氧化物和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉或亞硫酸鈉或二者混合物，當通入二氧化硫至溶液顯中性時，結(jié)合溶液中電荷守恒為：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（OH^-）+2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），當通入二氧化硫至溶液顯中性時，此時溶液中c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），
故答案為：2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）；
Ⅱ．用如圖2所示裝置驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱，裝置A中生成氯氣，燒瓶上端濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍色，進入裝置B中的溴化鈉溶液呈橙紅色，氯氣氧化溴離子為溴單質(zhì)，打開彈簧夾，打開活塞a，殫簧夾，滴加濃鹽酸，當B和C中的溶液變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾，當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，關(guān)閉活塞a，
（3）BC中棉花團的作用是吸收剩余的氯氣，用氫氧化鈉溶液，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：NaOH；
（4）裝置A中產(chǎn)生氯氣是高錳酸鉀溶液和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水，反應(yīng)的化學方程式為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O；
（5）過程Ⅲ當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，關(guān)閉活塞a，實驗?zāi)康氖谴_認C中的黃色溶液中無氯氣排除氯氣對溴置換碘實驗的干擾，
故答案為：確認C中的黃色溶液中無氯氣排除氯氣對溴置換碘實驗的干擾；
設(shè)計實驗證明：氧化性強弱：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺，取溴化亞鐵溶液少許于試管中滴加2-3滴KSCN溶液，逐滴加入氯水，溶液出現(xiàn)紅色時，加入四氯化碳振蕩，四氯化碳層無明顯變化，繼續(xù)滴加氯水至過量，繼續(xù)振蕩靜置，四氯化碳層變橙紅色，據(jù)此判斷氧化性強弱，具體步驟為：取溴化亞鐵溶液少許于試管中滴加2-3滴KSCN溶液，逐滴加入氯水，溶液出現(xiàn)紅色時，加入四氯化碳振蕩，四氯化碳層無明顯變化，繼續(xù)滴加氯水至過量，繼續(xù)振蕩靜置，四氯化碳層變橙紅色，則說明氧化性強弱為：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺，
故答案為：取溴化亞鐵溶液少許于試管中滴加2-3滴KSCN溶液，逐滴加入氯水，溶液出現(xiàn)紅色時，加入四氯化碳振蕩，四氯化碳層無明顯變化，繼續(xù)滴加氯水至過量，繼續(xù)振蕩靜置，四氯化碳層變橙紅色，則說明氧化性強弱為：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)驗證的實驗設(shè)計、裝置連接的作用、試劑反應(yīng)的現(xiàn)象、氧化還原反應(yīng)原理的理解等知識點，注意知識的積累，題目難度中等．