Question

为验证氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验）．

Answer 1

解题思路：（1）通入一段时间N2，排出装置中的氧气；（2）氯气和二氧化硫都是有毒气体，可以用氢氧化钠来吸收；（3）A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，反应生成氯化锰、氯气、水；（4）三价铁离子与二氧化硫反应生成硫酸；（5）根据检验硫酸根离子的方法进行解答；（6）丙中检测结果只能证明氧化性Cl2 ＞Fe3+，不能证明Fe3+＞SO2，因为Cl2也能氧化SO2产生SO42-，所以丙是错误的；（7）①根据已知条件：FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3（墨绿色）与FeCl3（黄色）的混合色，所以可以借助氯化铁和亚硫酸钠溶液来确定假设是否成立；②根据化学平衡：Fe2+（aq）+SO32-（aq）⇌FeSO3（s）（墨绿色），步骤3中，Fe3+消耗SO32-，c（SO32-）减小，平衡逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色．

（1）由于装置中含有空气，而空气的存在，会对实验产生干扰，所以过程Ⅰ的目的是排除装置中的空气，防止干扰，

故答案为：排除装置中的空气，防止干扰；

（2）氯气或SO₂都是大气污染物，不能随意排放，因此棉花浸润的溶液应为NaOH溶液，用来吸收尾气，

故答案为：NaOH溶液；

（3）装置A是制备氯气的，二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：MnO₂ +4HCl（浓）

△

.

MnCl₂ +Cl₂↑+2H₂O，

故答案为：MnO₂ +4HCl（浓）

△

.

MnCl₂ +Cl₂↑+2H₂O；

（4）铁离子具有氧化性，能把SO₂氧化生成硫酸，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄^2-+4H⁺，

故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe³⁺+SO₄^2-+4H⁺；

（5）检验B溶液中是否含有SO₄^2-的操作是向D试管中加入适量盐酸，再加BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，说明溶液中含有SO₄^2-，

故答案为：向D试管中加入适量盐酸，再加BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，说明溶液中含有SO₄^2-；

（6）过程ⅣB溶液中有Fe³⁺无Fe²⁺，说明氯气把亚铁离子氧化，因此氧化性氯气强于铁离子的．过程ⅥB溶液中含有亚铁离子，说明SO₂能把铁离子还原生成亚铁离子，即说明氧化性是铁离子强于SO₂，甲是正确的，同样分析乙也是正确的；而在丙中，检测结果只能证明氧化性Cl₂ ＞Fe³⁺，不能证明Fe³⁺＞SO₂，因为Cl₂也能氧化SO₂产生SO₄^2-，所以丙是错误的，

故答案为：丙；此检测结果只能证明氧化性Cl₂ ＞Fe³⁺，不能证明Fe³⁺＞SO₂，因为Cl₂也能氧化SO₂产生SO₄^2-；

（7）①实验中溶液显墨绿色，说明平衡向正反应方向移动，所以加入的应该是Na₂SO₃（或可溶性亚硫酸盐）；而步骤2中溶液显红棕色，说明加入的应该是FeCl₃ ，

故答案为：Na₂SO₃（或可溶性亚硫酸盐）；FeCl₃；

②由于Fe³⁺消耗 SO₃^2-，c（SO₃^2-）减小，使平衡Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq）⇌FeSO₃（s）逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色，

故答案为：Fe³⁺消耗 SO₃^2-，c（SO₃^2-）减小，使平衡Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq）⇌FeSO₃（s）逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色．

点评：

本题考点： 性质实验方案的设计．

考点点评： 本题考查性质实验方案的设计，涉及了氧化还原反应的判断、化学实验基本操作方法、氯气的制备、氯气、氯化铁和SO2性质的探究以及外界条件对平衡状态的影响等知识，题目难度中等，明确装置的作用及发生的反应是解答的关键，注意氧化性的比较是解答的难点．