Question

为验证氧化性：Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂，某化学研究性学习小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中的加热装置已略，气密性已经检验完毕)：

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，检验其中的阳离子。

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________________，作用是____________ 。

(3)导致步骤Ⅲ中溶液变黄的离子反应是__________，用________(写试剂化学式)检验氧化产物，现象是____________。

(4)能说明氧化性Fe³⁺＞SO₂的离子方程式是___________。

(5)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Fe^3+无Fe^2+	有
乙	既有Fe^3+又有Fe^2+	有
丙	有Fe^3+无Fe^2+	有Fe^2+

Answer

排除装置中的空气，制造无氧环境 氢氧化钠 吸收逸出的二氧化硫和氯气 Cl2 +2Fe2+ =2Fe3+ +2Cl- KSCN溶液 溶液变为血红色 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4H+ + 乙 和 丙

【解析】

本实验目的是验证氧化性：Cl2＞Fe3+＞SO2，根据氧化还原反应的规律可知，若氯气可以氧化Fe2+生成Fe3+，则可以证明氯气的氧化性大于Fe3+，Fe3+可以氧化SO2生成SO则可以证明Fe3+氧化性大于SO2。据此进行实验，首先为避免氧气的影响，所以要先用氮气排尽装置中的空气，之后利用装置A制取氯气，通入B装置中，通过溶液的颜色变化确定氯化亚铁被氧化成氯化铁；之后再利用装置C制取SO2，通入装置B中，再次通过溶液的颜色变化确定SO2将Fe3+还原成Fe2+；浸有碱液的棉花可以吸收未反应的氯气和二氧化硫。

(1)空气中的氧气具有氧化性，会干扰实验，所以需要先通氮气，排除装置中的空气，制造无氧环境；

(2)二氧化硫和氯气均有毒，需要进行尾气处理，可以用浸有NaOH溶液的棉花来吸收逸出的二氧化硫和氯气；

(3)步骤Ⅲ中氯化亚铁被氯气氧化成氯化铁，溶液颜色发生变化，离子方程式为Cl2 +2Fe2+ =2Fe3+ +2Cl-；可以用KSCN溶液检验Fe3+，有Fe3+生成时，溶液会变为血红色；

(4)Fe3+可以氧化SO2生成SO，离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++4H++；

(5)甲：IV中B溶液含有铁离子说明氧化性Cl2＞Fe3+，VI中B溶液含有硫酸根离子，若B溶液中氯气有剩余，则氯气会氧化二氧化硫生成硫酸根离子，不能判断氧化性Fe3+＞SO2；

乙：IV中B溶液含有Fe3+和Fe2+，说明氧化性Cl2＞Fe3+且氯气不足，所以VI中B溶液含有硫酸根离子，则一定是Fe3+氧化二氧化硫为硫酸根离子，所以判断氧化性Fe3+＞SO2，因此可得氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2的结论；

丙：IV中B溶液含有铁离子说明氧化性Cl2＞Fe3+，VI中B溶液含有Fe2+，若是氯气氧化二氧化硫，不会有Fe2+生成，说明铁离子与二氧化硫发生氧化还原反应，Fe3+被还原为Fe2+，所以氧化性Fe3+＞SO2，因此可得氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2的结论；

综上所述能够证明氧化性：Cl2＞Fe3+＞SO2的是乙、丙。