Question

某化學(xué)興趣小組為探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性強(qiáng)弱，設(shè)計了如下實驗
（1）裝置連接后（如圖），首先要進(jìn)行的第一步操作是

 

．但整套實驗裝置存在一處明顯不足之處在于

 

．
（2）用改正后的裝置進(jìn)行實驗．實驗過程如下：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
打開活塞a，向圓底燒瓶中滴入 適量濃鹽酸；然后關(guān)閉活塞a， 點(diǎn)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	通過該實驗現(xiàn)象，氧化性強(qiáng)弱的結(jié)論為：

（3）因忙于觀察和記錄，沒有及時停止反應(yīng)，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�，后顏色逐漸變成紅色．
為探究上述實驗現(xiàn)象的本質(zhì)，小組同學(xué)查得資料如下：

I．（SCN）2性質(zhì)與鹵素單質(zhì)類似．氧化性：Cl2＞（SCN）2 Ⅱ．Cl2和Br2反應(yīng)生成BrCl，它呈紅色，遇水迅速發(fā)生水解，也可發(fā)生反應(yīng)：BrCl+KBr═KCl+Br2 Ⅲ．AgClO、AgBrO均可溶于水

①請用平衡移動原理（結(jié)合化學(xué)用語）解釋Cl₂過量時D中溶液紅色褪去的原因

 

，請設(shè)計簡單實驗證明上述解釋：

 

．
②欲探究E中顏色變化的原因，設(shè)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(zhì)，取少量，加入AgNO₃溶液，結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生．請結(jié)合化學(xué)用語解釋僅產(chǎn)生白色沉淀的原因

 

．
③將少量BrCl通入到碘化鉀溶液中，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）裝置A制備氯氣，裝置連接后應(yīng)檢驗裝置的氣密性；氯氣有毒不能直接排空，要用堿液吸收尾氣；
（2）自發(fā)進(jìn)行的同一氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性；
（3）①過量氯氣和SCN^-反應(yīng)SCN^-濃度減小，根據(jù)鐵離子和硫氰根離子反應(yīng)平衡原理分析；
向溶液中加入氯化鐵或硫氰化鉀溶液根據(jù)溶液顏色變化判斷；
②氯化溴能發(fā)生水解反應(yīng)生成酸，根據(jù)AgBrO、AgCl的溶解性分析；
③BrCl的氧化性比Br₂強(qiáng)，能與KI反應(yīng)得到KCl、KBr及I₂．

解答： 解：（1）裝置A制備氯氣，裝置連接后應(yīng)檢驗裝置的氣密性；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：檢驗裝置的氣密性；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(jù)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(yīng)，氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，則氧化性強(qiáng)弱順序是 Cl₂＞Fe³⁺，
故答案為：Cl₂＞Fe³⁺；
（3）①過量氯氣和SCN^-反應(yīng)2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，則使Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡向逆反應(yīng)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(yīng)2SCN^-+Cl₂=2Cl^-+（SCN）₂，使SCN^-濃度減小，則使Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃平衡向逆反應(yīng)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(yīng)生成氯化溴，氯化溴不穩(wěn)定，易和水反應(yīng)生成鹽酸和次溴酸，氯離子和銀離子反應(yīng)生成白色沉淀氯化銀，次溴酸和銀離子反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)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(qiáng)，能與KI反應(yīng)得到KCl、KBr及I₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 BrCl+2KI=KCl+KBr+I₂，
故答案為：BrCl+2KI=KCl+KBr+I₂．

點(diǎn)評：本題考查了性質(zhì)實驗方案設(shè)計，明確反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，結(jié)合資料分析解答，會根據(jù)離子反應(yīng)方程式判斷氧化性強(qiáng)弱，會根據(jù)實驗現(xiàn)象確定發(fā)生的反應(yīng)，難度中等．