Question

【題目】為驗證氧化性：Cl2＞Fe3+＞SO2，某化學研究性學習小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和A中的加熱裝置已略，氣密性已經檢驗完畢)：

Ⅰ.打開彈簧夾K1～K4，通入一段時間N2，再將T型導管插入B中，繼續通入N2，然后關閉K1、K3、K4。

Ⅱ.打開活塞a，滴加一定量的濃鹽酸，給A加熱。

Ⅲ.當B中溶液變黃時，停止加熱，夾緊彈簧夾K2。

Ⅳ.打開活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，檢驗其中的陽離子。

Ⅴ.打開彈簧夾K3、活塞c，加入70%的硫酸，一段時間后夾緊彈簧夾K3。

Ⅵ.更新試管D，重復過程Ⅳ，檢驗B溶液中的離子。

(1)過程Ⅰ的目的是_____________。

(2)棉花中浸潤的溶液為________________，作用是____________ 。

(3)導致步驟Ⅲ中溶液變黃的離子反應是__________，用________(寫試劑化學式)檢驗氧化產物，現象是____________。

(4)能說明氧化性Fe3+＞SO2的離子方程式是___________。

(5)甲、乙、丙三位同學分別完成了上述實驗，他們的檢測結果一定能夠證明氧化性：Cl2＞Fe3+＞SO2的是_______(填“甲”“乙”“丙”)。

	過程Ⅳ，B溶液中含有的離子	過程Ⅵ，B溶液中含有的離子
甲	有Fe3+無Fe2+	有
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有
丙	有Fe3+無Fe2+	有Fe2+

Answer 1

【答案】排除裝置中的空氣，制造無氧環境 氫氧化鈉 吸收逸出的二氧化硫和氯氣 Cl2 +2Fe2+ =2Fe3+ +2Cl- KSCN溶液 溶液變為血紅色 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4H+ + 乙 和 丙

【解析】

本實驗目的是驗證氧化性：Cl2＞Fe3+＞SO2，根據氧化還原反應的規律可知，若氯氣可以氧化Fe2+生成Fe3+，則可以證明氯氣的氧化性大于Fe3+，Fe3+可以氧化SO2生成SO則可以證明Fe3+氧化性大于SO2。據此進行實驗，首先為避免氧氣的影響，所以要先用氮氣排盡裝置中的空氣，之后利用裝置A制取氯氣，通入B裝置中，通過溶液的顏色變化確定氯化亞鐵被氧化成氯化鐵；之后再利用裝置C制取SO2，通入裝置B中，再次通過溶液的顏色變化確定SO2將Fe3+還原成Fe2+；浸有堿液的棉花可以吸收未反應的氯氣和二氧化硫。

(1)空氣中的氧氣具有氧化性，會干擾實驗，所以需要先通氮氣，排除裝置中的空氣，制造無氧環境；

(2)二氧化硫和氯氣均有毒，需要進行尾氣處理，可以用浸有NaOH溶液的棉花來吸收逸出的二氧化硫和氯氣；

(3)步驟Ⅲ中氯化亞鐵被氯氣氧化成氯化鐵，溶液顏色發生變化，離子方程式為Cl2 +2Fe2+ =2Fe3+ +2Cl-；可以用KSCN溶液檢驗Fe3+，有Fe3+生成時，溶液會變為血紅色；

(4)Fe3+可以氧化SO2生成SO，離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++4H++；

(5)甲：IV中B溶液含有鐵離子說明氧化性Cl2＞Fe3+，VI中B溶液含有硫酸根離子，若B溶液中氯氣有剩余，則氯氣會氧化二氧化硫生成硫酸根離子，不能判斷氧化性Fe3+＞SO2；

乙：IV中B溶液含有Fe3+和Fe2+，說明氧化性Cl2＞Fe3+且氯氣不足，所以VI中B溶液含有硫酸根離子，則一定是Fe3+氧化二氧化硫為硫酸根離子，所以判斷氧化性Fe3+＞SO2，因此可得氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2的結論；

丙：IV中B溶液含有鐵離子說明氧化性Cl2＞Fe3+，VI中B溶液含有Fe2+，若是氯氣氧化二氧化硫，不會有Fe2+生成，說明鐵離子與二氧化硫發生氧化還原反應，Fe3+被還原為Fe2+，所以氧化性Fe3+＞SO2，因此可得氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2的結論；

綜上所述能夠證明氧化性：Cl2＞Fe3+＞SO2的是乙、丙。