Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組通過(guò)下列裝置探究 MnO2與FeCl3·6H2O能否反應(yīng)產(chǎn)生Cl2。

實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	操作	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn) 1	按上圖所示加熱MnO2與FeCl3·6H2O混合物	①試管A中部分固體溶解，上方出現(xiàn)白霧 ②稍后，產(chǎn)生黃色氣體，管壁附著黃色液滴 ③試管B中溶液變藍(lán)
實(shí)驗(yàn) 2	把A中的混合物換為FeCl3·6H2O，B中溶液換為KSCN溶液，加熱。	A中部分固體溶解，產(chǎn)生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅

回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2產(chǎn)生白霧的原因是___________________________。

（2）實(shí)驗(yàn)2說(shuō)明黃色氣體中含有___________（填化學(xué)式）則實(shí)驗(yàn)1中③的現(xiàn)象也可能是發(fā)生了另一個(gè)離子反應(yīng),則其離子方程式為______________________________。

（3）為進(jìn)一步確認(rèn)黃色氣體中含有Cl2，該學(xué)習(xí)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)1提出兩種改進(jìn)方案：

方案1：在A、B 間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C，結(jié)果B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色。

方案2：將B中淀粉KI溶液替換為NaBr溶液，結(jié)果B中溶液呈橙紅色，且未檢出Fe2+。

則方案1中C中盛放的試劑是_________________；方案2中檢驗(yàn) Fe2+的試劑名稱(chēng)是____________，選擇NaBr溶液的依據(jù)是__________________。

（4）實(shí)驗(yàn)1充分加熱后，若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1:2，則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

（5）該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1中溶液變藍(lán)，可能還有另外一種原因是__________。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證此猜想__________________________。

Answer 1

【答案】 FeCl36H2O受熱失去結(jié)晶水，FeCl3水解生成HCl氣體，HCl和H2O結(jié)合形成鹽酸小液滴 FeCl3 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 飽和NaCl溶液 鐵氰化鉀溶液 Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不會(huì)被Fe3+氧化為Br2 MnO2+2FeCl3·6H2OFe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O 實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣，其中的O2在此條件下可能氧化I- 向一試管中加入KI淀粉溶液，再滴入幾滴稀鹽酸，在空氣中放置，觀察一段時(shí)間后溶液是否變藍(lán)

【解析】（1）FeCl36H2O受熱失去結(jié)晶水，同時(shí)水解，生成HCl氣體，HCl和H2O結(jié)合形成鹽酸小液滴；

（2）根據(jù)鐵離子與KSCN反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷；根據(jù)FeCl3具有氧化性分析；

（3）根據(jù)氯氣中含有的雜質(zhì)分析；根據(jù)檢驗(yàn)Fe2+的試劑是鐵氰化鉀溶液以及Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不會(huì)被Fe3+氧化為Br2分析；

（4）結(jié)合電子守恒、原子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

（5）根據(jù)酸性條件下空氣中的氧氣也可能氧化碘離子生成碘單質(zhì)分析解答。

（1）FeCl36H2O受熱失去結(jié)晶水FeCl36H2OFeCl3+6H2O，同時(shí)水解FeCl3+3H2OFe（OH）3+3HCl，生成HCl氣體，HCl和H2O結(jié)合形成鹽酸小液滴，而形成白霧；

（2）A中部分固體溶解，產(chǎn)生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅，說(shuō)明黃色氣體是氯化鐵；碘離子具有還原性，氯化鐵具有強(qiáng)氧化性，兩者反應(yīng)，碘離子被氧化為碘單質(zhì)使KI淀粉溶液變藍(lán)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++2I-=2Fe2++I2；

（3）方案1：除去Cl2中的FeCl3和O2（H+），若仍能觀察到B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色，則證明原氣體中確實(shí)存在Cl2，Cl2中的氯化氫的去除使用飽和NaCl溶液，飽和NaCl溶液也可以讓FeCl3溶解，并且除去O2影響過(guò)程中提供酸性的HCl氣體，從而排除兩個(gè)其他影響因素；方案2：觀察到A中部分固體溶解，產(chǎn)生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅，說(shuō)明生成鐵離子，方案2中檢驗(yàn)Fe2+的試劑是鐵氰化鉀溶液，遇到亞鐵離子生成藍(lán)色沉淀，選擇NaBr溶液的依據(jù)是Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不會(huì)被Fe3+氧化為Br2；

（4）實(shí)驗(yàn)1充分加熱后，若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1：2，則生成物中氯氣和氯離子物質(zhì)的量之比為1：4，反應(yīng)中錳元素化合價(jià)+4價(jià)變化為+2價(jià)，氯元素化合價(jià)-1價(jià)變化為0價(jià)，根據(jù)電子守恒和原子守恒得到A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+2FeCl3·6H2OFe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O；

（5）該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1中溶液變藍(lán)，可能還有另外一種原因是：實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣，其中的O2在此條件下可能氧化I-，FeCl36H2O受熱水解，生成HCl氣體，作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，需用鹽酸酸化，即另取一支試管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入幾滴HCl溶液，在空氣中放置，觀察一段時(shí)間后溶液是否變藍(lán)，若一段時(shí)間后溶液變藍(lán)則推測(cè)成立。