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：_______。

(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反應生辰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的原因：__________________。

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 變紅色 BrCl＋H2O===HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－===AgCl↓

【解析】

（1）①A中濃鹽酸與二氧化錳加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；

②氯氣有毒不能直接排空，要用堿液吸收尾氣；

（2）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，點燃酒精燈加熱；亞鐵離子的還原性比溴離子強，氯氣首先氧化亞鐵離子，再氧化溴離子；

（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。

（1）①濃鹽酸與二氧化錳加熱反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

②由于氯氣有毒，直接排放到空氣中會污染大氣，要用堿液吸收尾氣，因此實驗裝置存在一處明顯的不足為實驗裝置缺少尾氣處理裝置；

（2）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，點燃酒精燈加熱；亞鐵離子的還原性比溴離子強，氯氣首先氧化亞鐵離子，再氧化溴離子，所以D裝置中首先變紅，E裝置中水層溶液變黃，振蕩后，下層CCl4層無明顯變化，說明以后亞鐵離子，溴離子未被氧化，因此Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由強到弱的順序為Cl2＞Br2＞Fe3＋；

（3）①過量氯氣和SCN-反應2SCN-+Cl2＝2Cl-+(SCN)2，使SCN-濃度減小，則使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3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，BrCl＋H2O＝HBrO＋HCl，氯離子和銀離子反應生成白色沉淀氯化銀，Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，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。