Question

19．某化學興趣小組為探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性強弱，設計了如下實驗：
（1）①檢查氣體發(fā)生裝置A的氣密性的操作是關閉活塞a，打開止水夾b，將長導管末端浸入水中，用手捂住圓底燒瓶，導管口有氣泡；松開手后，有水進入導管，則氣密性良好；或方法二：關閉止水夾b，打開活塞a，向分液漏斗中注水，若水不能順利流下，則氣密性良好．．
②整套實驗裝置存在一處明顯的不足，請指出缺少尾氣處理裝置．
（2）用改正后的裝置進行實驗，實驗過程如下：

實驗操作	實驗現象	結論
打開活塞a，向圓底燒瓶中滴入適量濃鹽酸；然后關閉活塞a，點燃酒精燈．	D裝置中：溶液變紅 E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后，CCl4層無明顯變化．	Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由強到弱的順序為：Cl2＞Br2＞Fe3+

（3）因忙于觀察和記錄，沒有及時停止反應，D、E中均發(fā)生了新的變化．
D裝置中：紅色慢慢褪去．
E裝置中：CCl₄層先由無色變?yōu)槌壬�，后顏色逐漸加深，直至變成紅色．
為探究上述實驗現象的本質，小組同學查得資料如下：
ⅰ．（SCN）₂性質與鹵素單質類似．氧化性：Cl₂＞（SCN）₂．
ⅱ．Cl₂和Br₂反應生成BrCl，它呈紅色（略帶黃色），沸點約5℃，與水發(fā)生水解反應．ⅲ．AgClO、AgBrO均可溶于水．
①請用平衡移動原理（結合化學用語）解釋Cl₂過量時D中溶液紅色褪去的原因過量氯氣和SCN^-反應2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，則Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡逆向移動而褪色，請設計簡單實驗證明上述解釋：取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則上述推測合理．或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl₃溶液，若溶液不變紅，則上述推測合理．
②欲探究E中顏色變化的原因，設計實驗如下：用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸餾、收集紅色物質，取少量，加入AgNO₃溶液，結果觀察到僅有白色沉淀產生．請結合化學用語解釋僅產生白色沉淀的原因BrCl+H₂O=HBrO+HCl反應產生Cl^-，沒有Br^-生成，由于AgBrO易溶于水，加入AgNO₃溶液，只能生成AgCl沉淀．
③將少量BrCl通入到碘化鉀溶液中，該反應的化學方程式為BrCl+2KI=KCl+KBr+I₂．

Answer 1

分析 （1）①裝置A制備氯氣，裝置連接后應檢驗裝置的氣密性，檢查氣體發(fā)生裝置A的氣密性的操作是密閉裝置，改變壓強看導氣管處是否有氣泡冒出，冷卻后是否有水柱上升或密閉裝置，利用分液漏斗加入水看水是否流下來檢驗裝置氣密性；
②氯氣有毒不能直接排空，要用堿液吸收尾氣；
（2）自發(fā)進行的同一氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性；
（3）①過量氯氣和SCN^-反應SCN^-濃度減小，根據鐵離子和硫氰根離子反應平衡原理分析；
向溶液中加入氯化鐵或硫氰化鉀溶液根據溶液顏色變化判斷；
②氯化溴能發(fā)生水解反應生成酸，根據AgBrO、AgCl的溶解性分析；
③BrCl的氧化性比Br₂強，能與KI反應得到KCl、KBr及I₂．

解答 解：（1）裝置A制備氯氣，裝置連接后應檢驗裝置的氣密性，方法一：關閉活塞a，打開止水夾b，將長導管末端浸入水中，用手捂住圓底燒瓶，導管口有氣泡；松開手后，有水進入導管，則氣密性良好；或方法二：關閉止水夾b，打開活塞a，向分液漏斗中注水，若水不能順利流下，則氣密性良好．
故答案為：方法一：關閉活塞a，打開止水夾b，將長導管末端浸入水中，用手捂住圓底燒瓶，導管口有氣泡；松開手后，有水進入導管，則氣密性良好．
或：方法二：關閉止水夾b，打開活塞a，向分液漏斗中注水，若水不能順利流下，則氣密性良好；
②由于氯氣有毒，直接排放到空氣中會污染大氣，要用堿液吸收尾氣，實驗裝置缺少尾氣處理裝置，
故答案為：缺少尾氣處理裝置；
（2）D裝置中：溶液變紅，說明有鐵離子生成，據此得出氯氣的氧化性大于鐵離子；
E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后CCl₄層無明顯變化，說明氯氣和溴離子未反應，氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，亞鐵離子還原性大于溴離子，所以溴單質氧化性大于鐵離子，則氧化性強弱順序是 Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺，
故答案為：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；
（3）①過量氯氣和SCN^-反應2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，則使Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡向逆反應方向移動而褪色，
為檢驗其褪色原因，檢驗方法為：取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則上述推測合理；或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl₃溶液，若溶液不變紅，則上述推測合理，
故答案為：過量氯氣和SCN^-反應2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，則使Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡向逆反應方向移動而褪色；
取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則上述推測合理；或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl₃溶液，若溶液不變紅，則上述推測合理；
②過量的氯氣和溴反應生成氯化溴，氯化溴不穩(wěn)定，易和水反應生成鹽酸和次溴酸，氯離子和銀離子反應生成白色沉淀氯化銀，次溴酸和銀離子反應生成次溴酸銀易溶于水，所以生成的白色沉淀為氯化銀，
故答案為：BrCl+H₂O=HBrO+HCl反應產生Cl^-，沒有Br^-生成，由于AgBrO易溶于水，加入AgNO₃溶液，只能生成AgCl沉淀；
③將少量BrCl通入到碘化鉀溶液中，BrCl的氧化性比Br₂強，能與KI反應得到KCl、KBr及I₂，該反應的化學方程式為 BrCl+2KI=KCl+KBr+I₂，
故答案為：BrCl+2KI=KCl+KBr+I₂．

點評 本題考查了性質實驗方案設計，明確反應原理是解本題關鍵，結合資料分析解答，會根據離子反應方程式判斷氧化性強弱，會根據實驗現象確定發(fā)生的反應，難度中等．