Question

【題目】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裝置A中發生反應的離子方程式是______________。

②整套實驗裝置存在一處明顯的不足，請指出_______________________。

(2)因忙于觀察和記錄，沒有及時停止反應，D、E中均發生了新的變化。D裝置中：紅色慢慢褪去。E裝置中：CCl4層先由無色變為橙色，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：

①用平衡移動原理(結合上述資料)解釋Cl2過量時D中溶液紅色褪去的原因___________，現設計簡單實驗證明上述解釋：取少量褪色后的溶液，滴加____________溶液，若溶液顏色________，則上述解釋是合理的。

②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。請結合上述資料用兩步方程式(離子或化學方程式不限定)解釋僅產生白色沉淀原因_________________________。

Answer 1

【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 缺少尾氣處理裝置 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 KSCN 變紅色(或 FeCl3溶液，不變紅) BrCl＋H2O==HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－==AgCl↓

【解析】

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，會發現：D裝置中：溶液變紅，說明發生反應：Cl2＋2Fe2＋==2Cl－＋2Fe3＋，Fe3＋與SCN－溶液反應生成Fe(SCN)3為紅色；E裝置中：通入少量氯氣時，發生Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。

(1)①在裝置A中濃鹽酸與MnO2在加熱時發生反應產生氯氣，發生反應的離子方程式是MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

②氯氣是有毒氣體，會造成大氣污染，在整套實驗裝置存在一處明顯的不足，就是缺少尾氣處理裝置。

(2)①Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3是一個可逆反應，當Cl2過量時，過量的氯氣和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。

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，若溶液顏色變紅色，就證明是平衡發生了移動；或向溶液中滴加FeCl3溶液，溶液不變紅色，也證明溶液中SCN－濃度減小，平衡發生了移動；

②探究E中顏色變化的原因，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。這是由于Cl2＋Br2==2BrCl；BrCl ＋H2O ==HBrO＋HCl，Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以溶液顏色變成紅色。