题目

题型：不详难度：来源：

（18分）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）实验过程如下：

Ⅰ.打开弹簧夹K₁～K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，然后关闭K₁、K₃、K₄。
Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂。
Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃。
Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）过程Ⅰ的目的是_________________________________________________。
（2）棉花中浸润的溶液为______________________。
（3）A中发生反应的化学方程式为                                         。
（4）用70%的硫酸制取SO₂，反应速率比用98%的硫酸快，原因是                    。
（5）能说明氧化性Fe³⁺＞SO₂的离子方程式是______________________________________。
（6）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是        （填“甲”“乙”“丙”）。

	过程Ⅳ  B溶液中含有的离子	过程Ⅵ  B溶液中含有的离子
甲	有Fe3+无Fe2+	有SO42-
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
丙	有Fe3+无Fe2+	有Fe2+

（7）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液
颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe²⁺（aq）＋SO₃^2-（aq）FeSO₃（s）（墨绿色）
提出假设：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。某同学设计如下实验，证实该假设成立：

①溶液E和F分别为                 、                。
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因                     。

答案

（1）排除空气（1分） （2）NaOH溶液 （3）MnO₂ + 4HCl(浓) △MnCl₂+Cl₂↑+ 2H₂O
（4）70%H₂SO₄中c(H⁺)大 （5）2Fe³⁺ + SO₂  + 2H₂O＝2Fe²⁺ + SO₄^2-+4H⁺ （6）乙、丙
（7）① Na₂SO₃溶液 、FeCl₃溶液
②Fe³⁺ 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。（3分）

解析

试题分析：（1）打开K₁～K₄，关闭K₅、K₆，通入一段时间N₂，目的是排出装置中的氧气。
（2）氯气、二氧化硫有毒，棉花中浸有NaOH溶液，吸收多余氯气、二氧化硫，防止污染空气。
（3）A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水，该反应为MnO₂ + 4HCl(浓) △MnCl₂+Cl₂↑+ 2H₂O。
（4）因氢离子浓度越大，反应速率越快，则70%的硫酸中的氢离子浓度比98%的硫酸中的氢离子浓度大，所以反应速率快。
（5）铁离子能把二氧化硫氧化生成硫酸，反应的离子方程式为2Fe³⁺ + SO₂  + 2H₂O＝2Fe²⁺ + SO₄^2-+4H⁺。
（6）乙中第一次，说明氯气不足，氯气氧化性大于铁离子，第二次有硫酸根离子，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则氧化性铁离子大于二氧化硫丙中第一次有Fe³⁺，无Fe²⁺，则氯气的氧化性大于铁离子，第二次有亚铁离子，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则氧化性铁离子大于二氧化硫，故答案为：乙、丙。
（7）①E与氯化亚铁溶液反应产生墨绿色，说明反应中有亚硫酸亚铁生成，因此E应该是Na₂SO₃溶液。根据FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合后溶液显红棕色可知，F应该是FeCl₃溶液。
②铁离子具有氧化性，因此Fe³⁺ 消耗 SO₃^2-，导致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。