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)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，下層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．Fe3+ +3SCN－Fe(SCN)3 是一個可逆反應。

ⅱ．(SCN)2性質與鹵素單質類似。氧化性：Cl2 ＞ (SCN)2 。

ⅲ．Cl2和Br2反應生成BrCl，BrCl呈紅色(略帶黃色)，沸點約5℃，它與水能發生水解反應，且該反應為非氧化還原反應。

ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。

①請用平衡移動原理(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。請結合上述資料用兩步方程式(離子或化學方程式不限定)解釋產生白色沉淀原因__________________、_______________________

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 缺少尾氣處理裝置 Cl2 ＞ Br2 ＞ Fe3+ 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溶液 變紅色（或FeCl3溶液，不變紅） BrCl + H2O ＝ HBrO + HCl Ag++Cl－=AgCl↓

【解析】

（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）用改正后的裝置進行實驗，實驗過程如下：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+，證明氧化性：Cl2>Fe3+，Fe3+于SCN-溶液變為紅色；E裝置中：水層溶液變黃， 振蕩后，下層CCl4層無明顯變化。證明發生反應：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，氧化性：Cl2>Br2；Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+，證明氧化性：Br2>Fe3+，從而證明氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3+；

（3）Fe3++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。現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，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；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。