Question

13．某探究學習小組用如圖所示裝置進行SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強弱比較實驗，實驗過程如下：
I．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當B的溶液變黃時，停止通氣
Ⅱ．打開活寒b，使約2ml的溶液流入D試管中，檢驗D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，重復過程Ⅱ，檢驗取出溶液中的離子
（1）儀器B的名稱是分液漏斗，棉花中浸潤的溶液為NaOH溶液的是吸收Cl₂、SO₂，防尾氣污染環(huán)境
（2）實驗室制備氯氣的化學方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應中消耗4molHCl，轉移的電子數是2N_A
（3）過程Ⅲ中一定發(fā)生反應的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．過程ⅠV中檢驗取出溶液中足否含有硫酸根的操作是取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-，反之無
（4）甲、乙、丙三同學分別完成了上述實驗，下表是他們的檢測結果，其中一定能夠證明SO、Fe²⁺和Cl^-還原性強弱關系的是乙、丙：則SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強弱順序是SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-

	過程Ⅱ中檢出離子	過程ⅠV中檢出離子
甲	有 Fe3+無 Fe2+	有SO42-
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有S042-
丙	有Fe3+無Fe2+	有Fe2+

Answer 1

分析 Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當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-；據此分析解答；
（1）儀器B的名稱是分液漏斗；Cl₂、SO₂有毒污染空氣，應有尾氣處理，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；反應中消耗4molHCl，會生成2mol氯氣，轉移了2mol電子；
（3）根據以上分析，過程Ⅲ中一定發(fā)生反應為二氧化硫還原三價鐵，生成二價鐵和硫酸根；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-；
（4）該題的理論依據是氧化還原反應中氧化劑的氧化性強于氧化產物，也強于還原劑的氧化性；
甲．B可能有存在溶解的氯氣氧化SO₂；
乙．B中存在Fe³⁺、Fe²⁺，說明Cl₂氧化性強于Fe³⁺，且沒有Cl₂剩余；故后有SO₄^2-能說明Fe³⁺氧化性強于SO₂；
丙．B中存在Fe³⁺，說明Cl₂氧化性強于Fe³⁺；后生成了Fe²⁺，只能是Fe³⁺被SO₂還原；
根據乙和丙的分析判斷SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強弱順序．

解答 解：Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當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）儀器B的名稱是分液漏斗；Cl₂、SO₂有毒污染空氣，應有尾氣處理，裝置中的棉花需要浸潤強堿溶液吸收Cl₂、SO₂，
故答案為：分液漏斗； NaOH溶液；吸收Cl₂、SO₂，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，方程式為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應中消耗4molHCl會生成2mol氯氣，轉移了2mol電子，轉移的電子數為2N_A，
故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2N_A；
（3）根據以上分析，過程Ⅲ中一定發(fā)生反應為二氧化硫還原三價鐵，生成二價鐵和硫酸根，方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；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-；
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-，反之無； 
（4）根據通入Cl₂，當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，還原性Fe²⁺＞Cl^-；當通入一定量的SO₂氣體時，有硫酸根生成，說明二氧化硫將二價鐵還原成三價鐵，則還原性SO₂＞Fe²⁺；故答案為：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-；
（5）該題的理論依據是氧化還原反應中氧化劑的氧化性強于氧化產物，也強于還原劑的氧化性，
甲．B可能有存在溶解的氯氣氧化SO₂，故甲錯誤；
乙．B中存在Fe³⁺、Fe²⁺，說明Cl₂氧化性強于Fe³⁺，且沒有Cl₂剩余；故后有SO₄^2-能說明Fe³⁺氧化性強于SO₂，故乙正確；
丙．B中存在Fe³⁺，說明Cl₂氧化性強于Fe³⁺；后生成了Fe²⁺，只能是Fe³⁺被SO₂還原，故丙正確；
根據乙和丙的分析可知，SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強弱順序是：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-，
故答案為：乙、丙；SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-．

點評 本題考查了性質實驗方案的設計與評價，題目難度中等，明確實驗目的及實驗原理為解答關鍵，注意掌握判斷氧化性、還原性強弱的方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．