Question

6．某探究學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置進(jìn)行SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱比較實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10mL）中通入Cl₂，當(dāng)B中溶液變黃時(shí)，停止通氣．
Ⅱ．打開活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，檢驗(yàn)取出溶液中的離子．
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體．
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅱ，檢驗(yàn)取出溶液中的離子．
（1）棉花中浸潤(rùn)的溶液為NaOH溶液，目的是防止污染環(huán)境．
（2）實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）過(guò)程Ⅲ中一定發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，過(guò)程Ⅳ中檢驗(yàn)取出溶液中是否含有硫酸根的操作是取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-，反之無(wú)SO₄^2-．
（4）該小組對(duì)SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱比較期望達(dá)到的結(jié)論是SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-
（5）甲、乙、丙三同學(xué)分別完成了上述實(shí)驗(yàn)，下表是他們的檢測(cè)結(jié)果，他們的檢測(cè)結(jié)果一定能夠證明SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱關(guān)系的是乙、丙．

	過(guò)程Ⅱ中檢出離子	過(guò)程Ⅳ中檢出離子
甲	有Fe3+無(wú)Fe2+	有SO42-
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
丙	有Fe3+無(wú)Fe2+	有Fe2+

Answer 1

分析 Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時(shí)，則氯氣將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵時(shí)，停止通氣；
Ⅱ．打開活塞b，使約2ml的溶液流入D試管中，用KSCN溶液來(lái)檢驗(yàn)溶液中的三價(jià)鐵離子；
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體，還原三價(jià)鐵，生成二價(jià)鐵和硫酸根；
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅱ，用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來(lái)檢驗(yàn)有SO₄^2-；據(jù)此分析解答；
（1）氯氣和二氧化硫都是氣體且有毒，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要防止氯氣和二氧化硫逸出而污染空氣；
（2）加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水；
（3）二氧化硫具有還原性，能和鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、亞鐵離子和氫離子；實(shí)驗(yàn)室用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗(yàn)硫酸根離子；
（4）該題的理論依據(jù)是氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物；
（5）乙中第一次，說(shuō)明氯氣不足，氯氣氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，丙中第一次有Fe³⁺，無(wú)Fe²⁺，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有亞鐵離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫．

解答 解：Ⅰ．先向B中的FeCl₂溶液（約10ml）中通入Cl₂，當(dāng)B的溶液變黃時(shí)，則氯氣將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵時(shí)，停止通氣；
Ⅱ．打開活塞b，使約2ml的溶液流入D試管中，用KSCN溶液來(lái)檢驗(yàn)溶液中的三價(jià)鐵離子；
Ⅲ．接著再向B中通入一定量的SO₂氣體，還原三價(jià)鐵，生成二價(jià)鐵和硫酸根；
Ⅳ．更新試管D，重復(fù)過(guò)程Ⅱ，用先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，來(lái)檢驗(yàn)有SO₄^2-；據(jù)此分析解答；
（1）氯氣和二氧化硫都是氣體且有毒，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要防止氯氣和二氧化硫逸出而污染空氣，二者都能和NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)毒物質(zhì)，所以可以用NaOH溶液吸收兩種氣體，故答案為：NaOH溶液；防止尾氣污染環(huán)境；
（2）加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水，離子方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）二氧化硫具有還原性，能和鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、亞鐵離子和氫離子，離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；實(shí)驗(yàn)室用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗(yàn)硫酸根離子，其檢驗(yàn)方法為取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-，反之無(wú)SO₄^2-，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸酸化，再滴加少量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-，反之無(wú)SO₄^2-；
（4）該題的理論依據(jù)是氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，該小組對(duì)SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱比較期望達(dá)到的結(jié)論是SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-，故答案為：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-；
（5）乙中第一次，說(shuō)明氯氣不足，氯氣氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，丙中第一次有Fe³⁺，無(wú)Fe²⁺，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有亞鐵離子，說(shuō)明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫，
所以一定能夠證明SO₂、Fe²⁺和Cl^-還原性強(qiáng)弱關(guān)系的是乙、丙，
故答案為：乙、丙．

點(diǎn)評(píng) 本題以氧化性、還原性比較為載體考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理及氧化性、還原性比較方法是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及總結(jié)歸納能力，知道常見的氧化劑和還原劑，題目難度不大．