Question

13．某學(xué)習(xí)小組通過下列裝置探究MnO₂與FeCl₃•6H₂O能否反應(yīng)產(chǎn)生Cl₂．

實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	操作	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1	按上圖所示加熱MnO2與FeCl3•6H2O 混合物	①試管A中部分固體溶解，上方出現(xiàn)白霧 ②稍后，產(chǎn)生黃色氣體，管壁附著黃色液滴 ③試管B中溶液變藍(lán)
實(shí)驗(yàn)2	把A中的混合物換為FeC13•6H2O，B中溶液換為KSCN溶液，加熱．	A中部分固體溶解，產(chǎn)生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅

回答下列問題：
（l）上述實(shí)驗(yàn)中的白霧是鹽酸小液滴；試管A管口向上傾斜的原因是試管A中部分固體溶解在FeCl₃•6H₂O分解生成的水中形應(yīng)溶液
（2）實(shí)驗(yàn)2說明黃色氣體中含有FeCl₃，寫出FeCl₃使KI一淀粉溶液變藍(lán)的離子方程式：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂
（3）為進(jìn)一步確認(rèn)黃色氣體中含有Cl₂，該學(xué)習(xí)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)1提出兩種改進(jìn)方案：
方案1：在A、B間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C，結(jié)果B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色．
方案2：將B中KI一淀粉溶液替換為NaBr溶液，結(jié)果B中溶液呈橙紅色，且未檢出Fe²⁺．則方案1C中盛放的試劑是飽和NaCl溶液；方案2中檢驗(yàn)Fe²⁺的試劑是鐵氰化鉀溶液，選擇NaBr溶液的依據(jù)是Br^-可以被Cl₂氧化成Br₂，但不會(huì)被Fe³⁺氧化為Br₂．
（4）實(shí)驗(yàn)1充分加熱后，若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1：2，則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+2FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+MnCl₂+Cl₂↑+2HCl+11H₂O；其尾氣處理的方法是將尾氣通入到氫氧化鉀溶液中．
（5）該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1 中溶液變藍(lán)，可能還有另外一種原因是：實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣，其中的O₂在此條件下可能氧化I^-．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證此猜想：向一試管中加入KI-淀粉溶液．再滴入幾滴稀鹽酸，在空氣中放置，觀察一段時(shí)間后溶液是否變藍(lán)．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃•6H₂O 受熱失去結(jié)晶水，同時(shí)水解，生成HCl氣體，HCl和H₂O結(jié)合形成鹽酸小液滴；
（2）FeCl₃使KI一淀粉溶液變藍(lán)的原因是氯化鐵具有強(qiáng)氧化性，可以將碘離子氧化為碘單質(zhì)；
（3）方案1：除去Cl₂中的FeCl₃ 和O₂（H⁺），若仍能觀察到B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色，則證明原氣體中確實(shí)存在Cl₂，Cl₂ 中的氯化氫的去除使用飽和NaCl溶液，飽和NaCl溶液也可以讓FeCl₃ 溶解，并且除去O₂ 影響過程中提供酸性的HCl氣體，從而排除兩個(gè)其他影響因素；
方案2：將B中KI一淀粉溶液替換為NaBr溶液，結(jié)果B中溶液呈橙紅色，且未檢出Fe²⁺，方案2中檢驗(yàn)Fe²⁺的試劑是 鐵氰化鉀溶液，Br^-可以被Cl₂氧化成Br₂，但不會(huì)被Fe³⁺氧化為Br₂；
（4）二氧化錳與FeCl₃•6H₂O 反應(yīng)生成Fe₂O₃、MnCl₂、Cl₂及水，若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1：2，結(jié)合電子守恒、原子守恒書寫化學(xué)方程式，尾氣需要通入堿溶液吸收；
（5）實(shí)驗(yàn)1 中溶液變藍(lán)除了氯氣和鐵離子因素，酸性條件下空氣中氧氣也可能也會(huì)碘離子生成碘單質(zhì)，作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，需要除去Cl₂ 和Fe³⁺的干擾才能檢驗(yàn)酸性情況下的O₂ 影響，所以最好另取溶液對(duì)酸性情況下氧氣的影響進(jìn)行檢驗(yàn)．因?yàn)樵�題中存在HCl氣體，所以酸化最好選用鹽酸．

解答 解：（1）解：（1）FeCl₃•6H₂O 受熱失去結(jié)晶水FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₃+6H₂O，同時(shí)水解FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，生成HCl氣體，HCl和H₂O結(jié)合形成鹽酸小液滴，而形成白霧，試管A管口向上傾斜的原因是試管A中部分固體溶解在FeCl₃•6H₂O分解生成的水中形應(yīng)溶液，
故答案為：鹽酸小液滴；試管A中部分固體溶解在FeCl₃•6H₂O分解生成的水中形應(yīng)溶液；
（2）碘離子具有還原性，氯化鐵具有強(qiáng)氧化性，兩者反應(yīng)，碘離子被氧化為碘單質(zhì)，F(xiàn)eCl₃使KI一淀粉溶液變藍(lán)的反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（3）方案1：氯化鐵能氧化碘離子，氧氣在酸性條件下，能氧化碘離子，所以需除去Cl₂中的FeCl₃ 和O₂（H⁺），若仍能觀察到B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色，則證明原氣體中確實(shí)存在Cl₂，使用飽和NaCl溶液，可以讓FeCl₃ 溶解，并且除去O₂ 影響過程中提供酸性的HCl氣體，從而排除兩個(gè)其他影響因素，
方案2：觀察到A中部分固體溶解，產(chǎn)生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅，說明生成鐵離子，方案2中檢驗(yàn)Fe²⁺的試劑是 鐵氰化鉀溶液，遇到亞鐵離子生成藍(lán)色沉淀，選擇NaBr溶液的依據(jù)是Br^-可以被Cl₂氧化成Br₂，但不會(huì)被Fe³⁺氧化為Br₂，
故答案為：飽和NaCl溶液；  鐵氰化鉀溶液；Br^-可以被Cl₂氧化成Br₂，但不會(huì)被Fe³⁺氧化為Br₂； 
（4）實(shí)驗(yàn)1充分加熱后，若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1：2，則生成物中氯氣和氯離子物質(zhì)的量之比為1：4，反應(yīng)中錳鹽酸化合價(jià)+4價(jià)編號(hào)為+2價(jià)，氯元素化合價(jià)-1價(jià)變化為0價(jià)，電子守恒和原子守恒得到，A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+2FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+MnCl₂+Cl₂↑+2HCl+11H₂O，
其尾氣處理的方法是：將尾氣通入到氫氧化鉀溶液中，
故答案為：MnO₂+2FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+MnCl₂+Cl₂↑+2HCl+11H₂O；將尾氣通入到氫氧化鉀溶液中；
（5）該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1 中溶液變藍(lán)，可能還有另外一種原因是：實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣，其中的O₂在此條件下可能氧化I^-，F(xiàn)eCl₃•6H₂O 受熱水解，生成HCl氣體，作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，需用鹽酸酸化，另取一支試管，向其中加入KI-淀粉溶液，再滴入幾滴HCl溶液，在空氣中放置，觀察一段時(shí)間后溶液是否變藍(lán)，若一段時(shí)間后溶液變藍(lán)則推測(cè)成立，
故答案為：實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣，其中的O₂在此條件下可能氧化I^-；向一試管中加入KI-淀粉溶液．再滴入幾滴稀鹽酸，在空氣中放置，觀察一段時(shí)間后溶液是否變藍(lán)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)，側(cè)重對(duì)原理分析、陌生方程式的書寫等考查，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，題目難度中等．