Question

某探究學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置進(jìn)行SO₂、Fe³⁺和Cl₂氧化性強弱比較實驗，實驗過程如下：
Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時，停止通氣．
Ⅱ．打開活塞b，使約2ml的溶液流入D試管中，檢驗取出溶液中的離子．
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體．
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過程Ⅱ，檢驗取出溶液中的離子．
（1）棉花中浸潤一種溶液，目的是

 

．
（2）實驗室最常用的方法制備氯氣的離子方程式為

 

．
（3）過程Ⅳ檢驗是否有Fe²⁺生成，其靈敏方法之一是：取少量D中溶液于試管中，滴加幾滴黃色K₃[Fe（CN）₆]溶液，會產(chǎn)生藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）該小組對SO₂、Fe³⁺和Cl^₂氧化性強弱比較，過程Ⅰ期望達(dá)到氧化性

 

的結(jié)論（用“＞”“=”“＜”表示SO₂、Fe³⁺和Cl^₂ 誰的氧化性大于誰，下同）；過程Ⅲ期望達(dá)到氧化性

 

的結(jié)論．
（5）甲、乙、丙三同學(xué)分別完成了上述實驗，下表是他們的檢測結(jié)果，他們的檢測結(jié)果一定能夠證明SO₂、Fe³⁺和Cl^₂氧化性強弱關(guān)系的是

 

	過程Ⅱ中檢出離子	過程Ⅳ中檢出離子
甲	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
乙	有Fe3+ 無Fe2+	有SO42-
丙	有Fe2+ 無Fe3+	有Fe2+

（6）將B中的FeCl₂ 溶液換成100mLFeBr₂溶液并向其中通入1.12LCl₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），若溶液中有

1

2

的Br^-被氧化成單質(zhì)Br₂，則原FeBr₂溶液中FeBr₂的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時，則氯氣將二價鐵氧化成三價鐵時，停止通氣；
Ⅱ．打開活塞b，使約2ml的溶液流入D試管中，用KSCN溶液來檢驗溶液中的三價鐵離子；
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體，還原三價鐵，生成二價鐵和硫酸根；
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過程Ⅱ，用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來檢驗有SO₄^2-；據(jù)此分析解答；
（1）Cl₂、SO₂有毒污染空氣，應(yīng)有尾氣處理，裝置中的棉花需要浸潤強堿溶液吸收Cl₂、SO₂；
（2）實驗室用二氧化錳與濃鹽酸加熱來制備氯氣；
（3）取少量該溶液滴加K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，產(chǎn)生特征藍(lán)色沉淀，說明含有二價鐵離子，產(chǎn)生特征藍(lán)色沉淀的離子反應(yīng)方程式3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的以強制弱原則來判斷；
（5）甲中第一次，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(yīng)，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(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫；
（6）根據(jù)電子守恒進(jìn)行計算．

解答： 解：Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時，則氯氣將二價鐵氧化成三價鐵時，停止通氣；
Ⅱ．打開活塞b，使約2ml的溶液流入D試管中，用KSCN溶液來檢驗溶液中的三價鐵離子；
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體，還原三價鐵，生成二價鐵和硫酸根；
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過程Ⅱ，用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來檢驗有SO₄^2-；
（1）Cl₂、SO₂有毒污染空氣，應(yīng)有尾氣處理，裝置中的棉花需要浸潤強堿溶液吸收Cl₂、SO₂；故答案為：防尾氣污染環(huán)境；
（2）實驗室用二氧化錳與濃鹽酸加熱來制備氯氣，離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）取少量該溶液滴加K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，產(chǎn)生特征藍(lán)色沉淀，說明含有二價鐵離子，離子反應(yīng)方程式3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；故答案為：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-═Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；
（4）根據(jù)通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃，說明氯氣將二價鐵氧化成三價鐵，則氧化性氯氣大于三價鐵離子；當(dāng)通入一定量的SO₂氣體時，有硫酸根生成，說明二氧化硫?qū)⒍�價鐵還原成三價鐵，則氧化性Fe³⁺＞SO₂；故答案為：Cl₂＞Fe³⁺；Fe³⁺＞SO₂；
（5）甲中第一次，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(yīng)，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(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，故答案為：甲、丙；
（6）設(shè)FeBr₂的物質(zhì)的量濃度為c，
由電子守恒可知，

1.12L

22.4L/mol

×2×1=c×0.1L×（3-2）+c×0.1L×2×

1

2

×（1-0），
解得c=0.5mol/L，
故答案為：0.5mol/L．

點評：本題考查性質(zhì)實驗方案的設(shè)計及氧化還原反應(yīng)，明確裝置的作用及發(fā)生的反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，注意氧化性的比較是解答的難點，題目難度較大．