Question

17．（某小組同學為探究H₂O₂、H₂SO₃、Br₂氧化性強弱，設計如下實驗（夾持儀器已略去，裝置的氣密性已檢驗）
實驗記錄如下：

	實驗操作	實驗現(xiàn)象
Ⅰ	打開活塞a，通入一段時間氮氣，關閉活塞a	無明顯實驗現(xiàn)象
Ⅱ	打開活塞b，滴加氯水，關閉活塞b	A中溶液變?yōu)榧t棕色．
Ⅲ	打開活塞a，吹入氮氣	A中紅棕色明顯變淺；B中有氣泡，產(chǎn)生大量白色沉淀，混合液顏色無明顯變化．
Ⅳ	停止吹入氮氣，關閉活塞a；打開活塞c，逐滴加入H2O2溶液	開始時顏色無明顯變化；繼續(xù)滴加H2O2溶液，一段時間后，混合液逐漸變成紅棕色．
Ⅴ	打開活塞b，滴加氯水	A中溶液變?yōu)榧t棕色．

請回答下列問題：
（1）裝置C的作用是吸收尾氣中的SO₂、Br₂等，防止污染空氣，C中盛放的藥品是NaOH溶液．
（2）實驗操作Ⅰ中，吹入氮氣的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，排除O₂對氧化H₂SO₃實驗的干擾．
（3）實驗操作Ⅲ，B裝置中發(fā)生反應的離子方程式是Br₂+H₂SO₃+H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓．
（4）實驗操作Ⅳ，開始時顏色無明顯變化的原因是（寫出一條即可）：H₂SO₃有剩余（H₂O₂濃度小或Br^-與H₂O₂反應慢等因素都可）．
（5）實驗操作Ⅳ，混合液逐漸變成紅棕色，其對應的離子方程式H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O．
（6）由上述實驗得出的結論是氧化性：H₂O₂＞Br₂＞H₂SO₃．
（7）實驗操作Ⅴ的目的是確認實驗III中吹出的氣體中不含Cl₂，排除Cl₂對后續(xù)實驗的干擾．

Answer 1

分析 探究H₂O₂、H₂SO₃、Br₂氧化性強弱：H₂SO₃具有還原性，空氣中的氧氣和H₂SO₃在溶液中也會發(fā)生反應將其氧化，裝置中含有空氣，所以通入氮氣，先排盡裝置內(nèi)的空氣，排除O₂對氧化H₂SO₃實驗的干擾，打開活塞b，滴加氯水，關閉活塞b，氯氣氧化溴離子為溴單質，A中溶液變?yōu)榧t棕色，反應的離子方程式為：2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，打開活塞a，吹入氮氣，A中紅棕色明顯變淺，發(fā)生：Br₂+H₂SO₃+H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，B中有氣泡，產(chǎn)生大量白色沉淀，SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓說明氧化性：Br₂＞H₂SO₃，停止吹入氮氣，關閉活塞a；打開活塞c，逐滴加入H₂O₂溶液，過氧化氫在酸溶液中會氧化溴離子為溴單質，H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O，一段時間后，混合液逐漸變成紅棕色，生成溴單質，說明氧化性：H₂O₂＞Br₂，打開活塞b，滴加氯水，A中溶液變?yōu)榧t棕色，確認實驗III中吹出的氣體中不含Cl₂，排除Cl₂對后續(xù)實驗的干擾．
（1）裝置C是尾氣吸收裝置，反應過程中有氯氣、溴蒸氣等污染性氣體不能排放到空氣中需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（2）由于在裝置中含有空氣，空氣中的氧氣和H₂SO₃在溶液中也會發(fā)生反應將其氧化，所以乙同學認為不能得出此結論，認為在滴加濃硫酸之前應增加一步操作，先排盡空氣；
（3）亞硫酸被溴蒸氣氧化成硫酸，硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀；
（4）實驗操作Ⅳ，開始時顏色無明顯變化的原因是，過氧化氫濃度小、過氧化氫與溴離子反應慢，亞硫酸有剩余等；
（5）滴入過氧化氫是氧化劑，在酸性溶液中可以把溴離子氧化為溴單質；
（6）物質在發(fā)生氧化還原反應中氧化性的強的可以把氧化性弱的制取出來，所以通過上述全部實驗，得出結論：氧化性：H₂O₂＞Br₂＞H₂SO₃；
（7）氯氣氧化溴離子為溴單質，亞硫酸被溴蒸氣氧化成硫酸，為排除Cl₂對后續(xù)實驗的干擾進行實驗操作Ⅴ．

解答 解：（1）裝置C是尾氣吸收裝置，反應過程中有氯氣、溴蒸氣等污染性氣體不能排放到空氣中，氯氣、溴蒸氣等為酸性氣體，需要用氫氧化鈉溶液吸收，
故答案為：吸收尾氣中的SO₂、Br₂等，防止污染空氣；NaOH溶液；
（2）由于在裝置中含有空氣，空氣中的氧氣和SO₂在溶液中也會發(fā)生反應將其氧化，所以實驗操作Ⅰ中，吹入氮氣的目的通入N₂，排凈裝置內(nèi)空氣，
故答案為：排盡裝置內(nèi)的空氣，排除O₂對氧化H₂SO₃實驗的干擾；
（3）打開活塞a，吹入氮氣，A中溴蒸氣被吹出，紅棕色明顯變淺，B中發(fā)生：Br₂+H₂SO₃+H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，硫酸根離子與鋇離子反應，SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，產(chǎn)生大量白色沉淀為硫酸鋇沉淀，
故答案為：Br₂+H₂SO₃+H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓；
（4）實驗操作III，開始時顏色無明顯變化的原因是，過氧化氫濃度小、過氧化氫與溴離子反應慢，亞硫酸有剩余等，
故答案為：H₂SO₃有剩余（H₂O₂濃度小或Br^-與H₂O₂反應慢等因素都可）；
（5）滴入過氧化氫在酸溶液中會氧化溴離子為溴單質，根據(jù)電子守恒、原子守恒配平，方程式為：H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O，
故答案為：H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O；
（6）物質在發(fā)生氧化還原反應中氧化性的強的可以擺氧化性弱的制取出來，即氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，依據(jù)反應H₂SO₃+Br₂+H₂O=H₂SO₄+2HBr；H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O，氧化性由強到弱的順序為：H₂O₂＞Br₂＞H₂SO₃，
故答案為：氧化性：H₂O₂＞Br₂＞H₂SO₃；
（7）A中溶液變?yōu)榧t棕色，反應的離子方程式為：2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，氧化性：Cl₂＞Br₂，為確認實驗III中吹出的氣體中不含Cl₂，排除Cl₂對后續(xù)實驗的干擾，進行實驗操作Ⅴ，
故答案為：確認實驗III中吹出的氣體中不含Cl₂，排除Cl₂對后續(xù)實驗的干擾．

點評 本題考查了探究H₂O₂、H₂SO₃、Br₂氧化性強弱有關實驗，掌握物質性質的實驗驗證方法，根據(jù)實驗現(xiàn)象分析，熟練應用氧化還原反應的強弱規(guī)律，正確書寫離子方程式是解答的關鍵，題目難度中等．