Question

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連接儀器：把玻璃導管插入橡膠塞的操作是：

 

，然后對準橡膠塞上得空稍稍用力轉動，將其插入．
②檢查氣體發生裝置A的氣密性的操作是：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不足，請指出

 

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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：

（3）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），沸點為5℃，與水發生水解反應． 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，請設計簡單實驗證明上述解釋：

 

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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

 

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Answer 1

分析：（1）①把玻璃導管插入橡膠塞時要先用水潤濕；
（2）氯氣有毒不能直接排空，要用堿液吸收尾氣； 自發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氯化溴能發生水解反應生成酸，根據AgBrO、AgCl的溶解性分析．

解答：解：（1）①把玻璃導管插入橡膠塞時先用水濕潤，用水濕潤起潤滑作用，便于連接，
故答案為：先將玻璃管口用水潤濕；
（2）氯氣有毒不能直接排空，且如果氯氣有剩余會導致D和E裝置中氣體壓強增大，導致安全事故的發生，所以該實驗裝置的缺點為：缺少尾氣處理裝置，
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，說明氯氣和溴離子不反應，
根據D和E裝置知，溴的氧化性大于鐵離子，則氧化性強弱順序是 Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺，
故答案為：缺少尾氣處理裝置；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，
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；
②過量的氯氣和溴反應生成氯化溴，氯化溴不穩定，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^-，由于AgBrO易溶于水，加入AgNO₃溶液，只能生成AgCl沉淀．

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生的反應，難度中等．