Question

.（本題16分）為驗證氧化性：Cl₂>Fe³⁺>SO₂，某小組用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器和甲中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）。

實驗步驟：
1.在甲裝置中，打開活塞a，加熱，待裝置中充滿黃綠色氣體時，與丙裝置連接。
2.當丙裝置中FeC1₂溶液變黃時，停止加熱。
3.打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。
4.在乙裝置中，打開活塞b，待空氣排盡后，將乙中產生的氣體通入上述丙裝置變黃后的溶液中，一段時間后停止。
5.更新丙中試管，打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。
回答下列問題：
（1）甲中發生反應的化學方程式為___________________________________________。
（2）用70%的硫酸制取SO₂，反應速率比用98%的硫酸快，原因是__________________。
（3）實驗中，證明氧化性Fe³⁺＞SO₂的離子方程式為_____________________________。
（4）有I、II、III三組同學分別完成了上述實驗，實驗結果如下：

上述實驗結果一定能夠證明氧化性:Cl₂>Fe³⁺>SO₂的是___________（用“I”、“II”、“III”代號回答）。
（5）若要用以上甲和丙裝置證明氧化性為：Cl₂> Fe³⁺> I₂的結論，則步驟為：
①往丙的漏斗中加入兩種試劑_________、_________和一種溶劑__________。
②將甲裝置中產生的Cl₂慢慢通入丙中，觀察丙的漏斗中溶液顏色變化。
③如果觀察到丙中溶液_______________________________________則結論正確。
④停止通入Cl₂。

Answer 1

33.答案（16分）
（1）MnO₂ + 4 HCl（濃）= MnCl₂ + Cl₂↑+ 2H₂O （加熱）（2分）（不寫“加熱”、“濃”不得分；不標氣體符號扣1分）
（2）70%的H₂SO₄比98%的H₂SO₄電離程度大，溶液中H⁺濃度大，反應速度快 （2分）（只答“70%的H₂SO₄溶液溶液中H⁺濃度大”也可得分）
（3）2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O = 2Fe²⁺ + SO₃^2- + 4H⁺（2分）
（4）Ⅰ和Ⅲ （4分；各2分）
（5）①FeI₂、KSCN、CCl₄（3分）
③下層（CCl₄層）先由無色變為紫紅色（1分）；后看到上層溶液由淺綠色（1分）變為紅色（1分）。

試題分析： （1）根據甲裝置中的物質提示，可以判斷該裝置是實驗室制備氯氣的發生裝置，所以該裝置中發生的反應是MnO₂ + 4 HCl（濃）= MnCl₂ + Cl₂↑+ 2H₂O。
（2）裝置乙是實驗室制備SO2的發生裝置，該反應的原理是利用難揮發的酸性強的硫酸制備酸性較弱且易分解的亞硫酸，所以要較快制得較多的亞硫酸（SO2）則需要溶液中含有的氫離子的濃度較大，所以對于不同濃度的硫酸而言，硫酸的濃度小，電離程度越大，所以用70%的硫酸制取SO₂，溶液中H⁺濃度大，反應速率比用98%的硫酸快。
（3）得以證明氧化性Fe³⁺＞SO₂ ，則在變黃的氯化亞鐵中通入SO2后，SO2又被Fe³⁺ 氧化，所以反應的離子方程式為2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O =" 2" Fe³⁺  + SO₃^2- + 4H⁺ 。
（4）I組同學檢驗得到的步驟3溶液既含有Fe³⁺又含有Fe²⁺ ，說明溶液中的Fe³⁺ 是氯氣氧化而得，且一定不含有過量的氯氣，所以步驟5中檢測到的SO₄^2- ，也一定是由Fe³⁺ 氧化SO2所得，因此可以得出結論氧化性:Cl₂>Fe³⁺>SO₂ 。III組同學檢測到的步驟3溶液只有Fe³⁺不含Fe²⁺，能說明溶液中的Fe³⁺ 是氯氣氧化而得，而步驟5中檢測到的Fe²⁺，也可以說明溶液中Fe²⁺ 是SO2還原Fe³⁺ 而得，所以可以得出氧化性:Cl₂>Fe³⁺>SO₂ 的結論。II組同學檢測到的步驟3溶液只有Fe³⁺不含Fe²⁺，與III組同學相似，溶液中都有可能溶解有過量的氯氣，因此步驟5中檢測到的SO₄^2- ，有可能是溶解在其中的過量氯氣氧化SO2所得，所以不能說明氧化性Fe³⁺>SO₂ ，因此選I、III。
（5）若要用以上甲和丙裝置證明氧化性為：Cl₂> Fe³⁺> I₂的結論，則必須要在分液漏斗中加入含有Fe²⁺ 、I-的試劑，所以可以選用FeI₂ 鹽溶液；證明氧化生成了Fe³⁺和 I₂ 則需要加入檢驗性的試劑KSCN和有機溶劑如CCl4。若觀察分層的溶液的上層淺綠色變紅，下層顯紫紅色，則結論正確。