Question

（16分）某化学兴趣小组为探究Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性强弱，设计了如下实验：

（1）①装置A中发生反应的离子方程式是                     。

②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出                       。

（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

实验操作	实验现象	结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。	D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄，振荡后，下层CCl4层无明显变化。	Cl2、Br2、Fe^3+的氧化性由强到弱的顺序为：

（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。D装置中：红色慢慢褪去。E装置中：CCl₄层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

ⅰ．Fe^3+ +3SCN^－Fe(SCN)3 是一个可逆反应。 ⅱ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2 ＞ (SCN)2 。 ⅲ．Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。 ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。

①用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl₂过量时D中溶液红色褪去的原因                     ，现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加              溶液，若溶液颜色        ，则上述解释是合理的。

②探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：

用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO₃溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步方程式（离子或化学方程式不限定）解释仅产生白色沉淀原因                  、

Answer

（1）①MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；② 缺少尾气处理装置。

（2）Cl2 ＞ Br2 ＞ Fe3+

（3）①过量氯气和SCN –反应2SCN－+Cl2＝2Cl－+(SCN)2，使SCN－浓度减小，则

Fe3+ +3SCN－Fe(SCN)3 平衡逆向移动而褪色。

KSCN溶液；变红色 ；（或 FeCl3溶液，不变红）

② BrCl + H2O ＝ HBrO + HCl Ag++Cl－=AgCl↓

【解析】

试题分析：（1）①在装置A中浓盐酸与MnO2在加热时发生反应产生氯气，发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；②氯气是有毒气体，会造成大气污染，在整套实验装置存在一处明显的不足，就是缺少尾气处理装置。（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯，会发现：D装置中：溶液变红，说明发生反应：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，证明氧化性：Cl2>Fe3+，Fe3+于SCN-溶液变为红色；E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。证明发生反应：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，氧化性：Cl2>Br2；Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+，证明氧化性：Br2>Fe3+，从而证明氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3+；（3）Fe3+ +3SCN－Fe(SCN)3 是一个可逆反应，当Cl2过量时，过量的氯气和SCN –反应2SCN－+Cl2＝2Cl－+(SCN)2，使SCN－浓度减小，则Fe3+ +3SCN－Fe(SCN)3 平衡逆向移动而褪色。现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，溶液，若溶液颜色变红色，就证明是平衡发生了移动；或向溶液中滴加FeCl3溶液，溶液不变红色，也证明溶液中SCN－浓度减小，平衡发生了移动；探究E中颜色变化的原因，用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。这是由于Cl2+Br2=2BrCl；BrCl + H2O ＝HBrO + HCl ，Ag++Cl－=AgCl↓，所以溶液颜色变成红色。

考点：考查化学实验方案的设计、物质氧化性强弱比较、化学平衡移动原理的应用的知识。