Question

某化学兴趣小组为探究Cl₂、Br₂、Fe^3＋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：_______。

(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.Fe³⁺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反应生辰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的原因：__________________。

Answer

MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 缺少尾气处理装置 Cl2＞ Br2＞ Fe3＋ 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 变红色 BrCl＋H2O===HBrO＋HCl、Ag＋＋Cl－===AgCl↓

【解析】

（1）①A中浓盐酸与二氧化锰加热反应生成氯化锰、氯气和水；

②氯气有毒不能直接排空，要用碱液吸收尾气；

（2）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，点燃酒精灯加热；亚铁离子的还原性比溴离子强，氯气首先氧化亚铁离子，再氧化溴离子；

（3）①过量氯气和SCN-反应，SCN-浓度减小，根据铁离子和硫氰根离子反应平衡原理分析；

向溶液中加入氯化铁或硫氰化钾溶液根据溶液颜色变化判断；

②氯化溴能发生水解反应生成酸，根据AgBrO、AgCl的溶解性分析。

（1）①浓盐酸与二氧化锰加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

②由于氯气有毒，直接排放到空气中会污染大气，要用碱液吸收尾气，因此实验装置存在一处明显的不足为实验装置缺少尾气处理装置；

（2）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，点燃酒精灯加热；亚铁离子的还原性比溴离子强，氯气首先氧化亚铁离子，再氧化溴离子，所以D装置中首先变红，E装置中水层溶液变黄，振荡后，下层CCl4层无明显变化，说明以后亚铁离子，溴离子未被氧化，因此Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞Fe3＋；

（3）①过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2＝2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3向逆反应方向移动而褪色，为检验其褪色原因，检验方法为：取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则上述推测合理；或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl3溶液，若溶液不变红，则上述推测合理；

②过量的氯气和溴反应生成氯化溴，氯化溴不稳定，易和水反应生成盐酸和次溴酸，BrCl＋H2O＝HBrO＋HCl，氯离子和银离子反应生成白色沉淀氯化银，Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，次溴酸和银离子反应生成次溴酸银易溶于水，所以生成的白色沉淀为氯化银。